Integration von Regelungsalgorithmen in die Finite-Elemente-Simulation von Ringwalzprozessen:
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2014
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Band 173 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND MOTIVATION 1
2 STAND DER FORSCHUNG 7
2.1 DER RADIAL-AXIAL-RINGWALZPROZESS 7
2.1.1 ANWENDUNGEN UND
HERSTELLUNGSVERFAHREN NAHTLOSER RINGE 7
2.1.2 AUFBAU EINER RADIAL-AXIAL-RINGWALZMASCHINE 10
2.1.3 GRUNDLAGEN DES RADIAL-AXIAL-RINGWALZENS 12
2.2 REGELUNG DER WERKZEUGBEWEGUNGEN 20
2.2.1 PROZESSSTABILISIERENDE BEWEGUNGEN 21
2.2.2 REGELUNG DER RADIALEN UND
AXIALEN ABNAHME 28
2.2.3 INDUSTRIELLE RINGWALZWERKSSTEUERUNGEN 33
2.3 FINITE-ELEMENTE-SIMULATION VON
RINGWALZPROZESSEN 38
2.3.1 MODELLE ZUR STABILEN BERECHNUNG
UND VERKUERZUNG DER RECHENZEIT
.40
2.3.2 MODELLE MIT KINEMATISCHER
PROBLEMSTELLUNG 44
2.4 FAZIT UND ZIELE DER ARBEIT 50
3 METHODEN UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG.: 55
3.1 VERSUCHSANLAGE 55
3.2 REGELUNG DER VERSUCHSANLAGE 56
3.3 VERSUCHSPLANUNG UND -DURCHFUEHRUNG 59
3.3.1 PROZESSPLANUNG 59
3.3.2 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 61
3.4 FINITE-ELEMENTE-METHODE MIT DEM
PROGRAMM ABAQUS 64
4 KONVENTIONELLE SIMULATION MIT A PRIORI VORGABE DER KINEMATIK 65
4.1 MODELL UND RANDBEDINGUNGEN 65
4.1.1 MODELLIERUNG DES WERKSTUECKS UND
DER WERKZEUGE 65
4.1.2 KINEMATISCHE RANDBEDINGUNGEN UND
KONTAKTBEDINGUNGEN 67
4.1.3 STOFFWERTE UND THERMISCHE
RANDBEDINGUNGEN 70
4.1.4 AUSWAHL DES INTEGRATIONSSCHEMAS 73
4.2 VALIDIERUNG DES MODELLS ANHAND
VON VERSUCHEN 73
4.2.1 EINFLUSS DER MASSENSKALIERUNG 75
4.2.2 EINFLUSS DER THERMISCHEN RANDBEDINGUNGEN 78
4.2.3 EINFLUSS DER REIBUNG 80
4.2.4 EINFLUSS DER FLIESSKURVEN 80
4.2.5 FORMENTWICKLUNG 82
4.3 FAZIT 87
5 SIMULATION MIT
PARTIELLER REGELUNG 89
5.1 MODELLAUFBAU 89
HTTP://D-NB.INFO/1059527375
5.1.1 SENSOREN 90
5.1.2 BEWEGUNGSSUBROUTINE 92
5.2 METHODE 1: REGELUNG
AUF BASIS DER AKTUELLEN
GEOMETRIE 93
5.2.1 ZENTRIERROLLENPOSITION 93
5.2.2 AXIALWALZENDREHZAHL 95
5.2.3 AXIALGERUESTPOSITION 95
5.2.4 ZWISCHENFAZIT 97
5.3 METHODE 2: REGELUNG MIT
BERUECKSICHTIGUNG DER ZENTRIERKRAEFTE 97
5.3.1 AXIALWALZENDREHZAHL 97
5.3.2 ZENTRIERROLLENPOSITION 101
5.4 BEWERTUNG BEIDER METHODEN
ANHAND VON SIMULATIONEN 101
5.5 VALIDIERUNG ANHAND VON VERSUCHEN 104
5.6 FAZIT 108
6 SIMULATION MIT INTEGRIERTER INDUSTRIELLER REGELUNG 109
6.1 FUEHRUNGSVERHALTEN DER EINZELNEN
BEWEGUNGSFREIHEITGRADE 110
6.2 TECHNOLOGISCHER REGLER UND ANBINDUNG
AN DAS FE-MODELL 112
6.2.1 REGELUNGSTASK 112
6.2.2 PROGRAMMIERTECHNISCHE ERSTELLUNG DER REGELUNGSTASK 113
6.2.3 BENUTZEROBERFLAECHE ZUR SCHNELLEN ERSTELLUNG DER REGELUNGSTASK.
116
6.3 VALIDIERUNG ANHAND VON VERSUCHEN 117
6.3.1 ABBILDUNG DER KINEMATIK 117
6.3.2 REAKTIONSKRAEFTE UND -MOMENTE 120
6.4 FAZIT 122
7 VOLLSTAENDIG GEREGELTES MODELL MIT
EINFACHEN REGELUNGSALGORITHMEN 125
7.1 REGELUNG DER BEWEGUNGSFREIHEITSGRADE 125
7.1.1 GESCHWINDIGKEITEN DER DORNWALZE
UND DER OBEREN AXIALWALZE 125
7.1.2 BERUECKSICHTIGUNG DER KRAEFTE-
UND MOMENTENBESCHRAENKUNGEN 130
7.1.3 MODELLBEDINGUNGEN 131
7.2 VALIDIERUNG ANHAND EINES
VERSUCHS 131
7.3 FAZIT 133
8 EINSATZ DER METHODE BEIM AXIALPROFILIEREN 135
8.1 PROZESS UND REFERENZBEISPIEL 135
8.2 EXPERIMENTE AM IBF 137
8.3 FE-MODELL DES AXIALPROFILIERENS 140
8.3.1 REGELUNGSALGORITHMEN 140
8.3.2 PROGRAMM ZUR ERSTELLUNG VON SUBROUTINEN 148
8.4 ERGEBNISSE 150
8.5 FAZIT 154
9 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 155
LITERATURVERZEICHNIS 158
SYMBOLVERZEICHNIS 167
KURZFASSUNG 173
ABSTRACT 175 |
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