Modellierung und Simulation des thermischen Verhaltens einer Werkzeugmaschine mit der Finite-Elemente-Methode:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Fraunhofer-Verl.
2014
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| Schriftenreihe: | Berichte aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin
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| Beschreibung: | XI, 158 S. Ill., graph. Darst. |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS I
INHALTSVERZEICHNIS
0 FORMEL- UND KURZZEICHEN IV
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DER FORSCHUNG 3
2.1 THERMISCHES VERHALTEN VON WERKZEUGMASCHINEN 3
2.2 ENTWICKLUNG DER FORSCHUNGSSCHWERPUNKTE 4
2.2.1 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS VON
WERKZEUGMASCHINEN 4
2.2.2 MODELLENTWICKLUNG ZUR ERKLAERUNG UND VORHERSAGE
DES THERMISCHEN
VERHALTENS VON WERKZEUGMASCHINEN 6
2.2.3 MASSNAHMEN ZUR VERBESSERUNG DES THERMISCHEN
VERHALTENS VON
WERKZEUGMASCHINEN 8
3 AUFGABENSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 14
4 GRUNDLAGEN DER THERMISCHEN MODELLBILDUNG 16
4.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER WAERMEUEBERTRAGUNG 16
4.1.1 WAERMELEITUNG 16
4.1.2 KONVEKTIVER WAERMEUEBERGANG 18
4.1.3 STRAHLUNG 19
4.2 THERMOELASTISCHE VERFORMUNGSMECHANISMEN 20
4.3 FINITE-ELEMENTE-METHODE 22
4.3.1 BERECHNUNG DES TEMPERATURFELDES 22
4.3.2 BERECHNUNG DER VERFORMUNG 25
4.4 ALLGEMEINER ABLAUF DER FEM-BERECHNUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS 26
5 UNTERSUCHUNGSMASCHINE 29
6 ERSTELLUNG DES FEM-MODELLS 31
6.1 STRATEGIE ZUR ERSTELLUNG DES FEM-MODELLS 31
6.2 MASCHINENGESTELL 34
6.3 MOTOREN 35
6.4 LINEARFUEHRUNGEN UND LAGER 37
6.5 WEGMESSSYSTEM 39
6.6 SPINDEL 40
6.7 RUNDSCHWENKTISCH 44
6.8 GESAMTMODELL 46
7 WAERMEENTSTEHUNG IN WERKZEUGMASCHINEN 49
7.1 ORTE DER WAERMEENTSTEHUNG 49
7.2 ELEKTRISCHE VERLUSTE IN MOTOREN 49
7.2.1 KUPFERVERLUSTE 50
7.2.2 EISENVERLUSTE 51
7.2.3 ZUSATZVERLUSTE 52
7.3 REIBUNGSVERLUSTE IN LINEARFUEHRUNGEN 52
7.4 REIBUNGSVERLUSTE IN WAELZLAGERN 53
7.5 VERZAHNUNGSVERLUSTE IN SCHNECKENGETRIEBE 55
7.6 ZERSPANUNGSWAERME 58
8 WAERMEUEBERTRAGUNG IN WERKZEUGMASCHINEN 60
8.1 MATERIALEIGENSCHAFTEN 60
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II INHALTSVERZEICHNIS
8.2 WAERMELEITUNG 60
8.2.1 WAERMELEITUNG IN DEN BLECHPAKETEN VON MOTOREN 61
8.2.2 WAERMELEITFAEHIGKEIT VON MOTORWICKLUNGEN 62
8.3 WAERMEUEBERTRAGUNG IN FUGEN ZWISCHEN BAUTEILEN 63
8.4 WAERMEUEBERTRAGUNG IN WAELZLAGER UND WAELZFUEHRUNG 68
8.5 KONVEKTION MIT UMGEBENDER LUFT 70
8.5.1 FREIE KONVEKTION 70
8.5.2 ERZWUNGENE KONVEKTION 73
8.5.3 KONVEKTIVE RANDBEDINGUNGEN AN DER UNTERSUCHTEN WERKZEUGMASCHINE
..75
8.5.4 TEMPERATURABHAENGIGE STOFFWERTE VON LUFT. 77
8.5.5 STROEMUNGSGESCHWINDIGKEIT 78
8.5.6 UNTERPROGRAM ZUR BESTIMMUNG DER WAERMEUEBERGANGSKOEFFIZIENT 80
8.6 KUEHLUNG 81
8.7 WAERMEUEBERTRAGUNG ZWISCHEN KONZENTRISCHEN ROTIERENDEN ZYLINDERN 85
8.8 STRAHLUNG 86
9 SIMULATION DES THERMISCHEN VERHALTENS 88
9.1 KOORDINATENSYSTEME FUER DIE VERLAGERUNGSSIMULATION 88
9.2 THERMISCHES VERHALTEN BEI VORSCHUBBEWEGUNGEN 89
9.2.1 Y-ACHSE 90
9.2.2 X-ACHSE 96
9.2.3 Z-ACHSE 100
9.2.4 EINFLUSS DES MESSSYSTEMS 103
9.3 THERMISCHES VERHALTEN BEI SPINDELROTATION 105
9.4 THERMISCHES VERHALTEN BEI TISCHROTATION 112
9.4.1 A-ACHSE 113
9.4.2 C-ACHSE 115
9.5 THERMISCHES VERHALTEN BEI
UMGEBUNGSEINFLUSS 118
10 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS 124
10.1 VERSUCHSAUFBAU 124
10.1.1 TEMPERATURMESSUNG 124
10.1.2 VERIAGERUNGSMESSUNG 125
10.2 GEGENUEBERSTELLUNG DES GEMESSENEN UND BERECHNETEN THERMISCHEN
VERHALTENS DER LINEARACHSEN 127
10.2.1 Y-ACHSE 127
10.2.2 X-ACHSE 128
10.2.3 Z-ACHSE 129
10.3 GEGENUEBERSTELLUNG DES GEMESSENEN
UND BERECHNETEN THERMISCHEN
VERHALTENS DER SPINDEL 131
10.4 GEGENUEBERSTELLUNG DES GEMESSENEN
UND BERECHNETEN THERMISCHEN
VERHALTENS DER DREHACHSEN 134
10.4.1 A-ACHSE 134
10.4.2 C-ACHSE 134
10.5 GEGENUEBERSTELLUNG DES GEMESSENEN
UND BERECHNETEN THERMISCHEN
VERHALTENS UNTER BERUECKSICHTIGUNG DES
UMGEBUNGSEINFLUSSES 137
10.6 FAZIT DER EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN 139
11 ENTWICKLUNG EINES KOMPENSATIONSVERFAHRENS 140
INHALTSVERZEICHNIS III
12 ZUSAMMENFASSUNG 143
13 LITERATURVERZEICHNIS 145
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