Untersuchung des dynamischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen unter Zerspanungsbedingungen mit Hilfe der Betriebsmodalanalyse:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Weitere Verfasser: | |
Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Auerbach /Vogtl.
Wissenschaftliche Scripten
[2022]
|
Ausgabe: | 1. Auflage |
Schriftenreihe: | Berichte aus dem IWU
Band 123 |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | 249 Seiten 132 Abbildungen und 13 Tabellen 21 cm x 14.8 cm |
ISBN: | 9783957351456 3957351456 |
Internformat
MARC
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---|---|
adam_text | DISSERTATION
JAN
BERTHOLD
7
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
11
TABELLENVERZEICHNIS
17
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
19
FORMELZEICHENVERZEICHNIS
21
1
EINLEITUNG
27
2
STAND
DER
ERKENNTNISSE
29
2.1
DYNAMISCHES
VERHALTEN
VON
WERKZEUGMASCHINEN
........................................
29
2.1.1
UEBERBLICK
UND
EINORDNUNG
...................................................................
29
2.1.2 BESCHREIBUNGSFORMEN
DYNAMISCHER
SYSTEME
.....................................
32
2.1.3
METHODEN
ZUR
STRUKTURBESCHREIBENDEN,
EXPERIMENTELLEN
ERMITTLUNG
VON
SCHWINGUNGSKENNGROESSEN
...................................................................
42
2.2
GRUNDLEGENDE
ASPEKTE
DER
BETRIEBSMODALANALYSE
........................................
45
2.2.1
KONZEPT
UND
ANNAHMEN
DER
OMA
.......................................................
45
2.2.2 STOCHASTISCHE
KENNGROESSEN
UND
MODELLIERUNGEN
..................................
47
2.2.3 MESSDATENAUFNAHME
UND
SIGNALVERARBEITUNG
....................................
51
2.2.4
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
DER
BETRIEBSMODALANALYSE
...........................
53
2.3
HERAUSFORDERUNGEN
BEI
DURCHFUEHRUNG
DER
BETRIEBSMODALANALYSE
AN
WERKZEUG
MASCHINEN
.......................................................................................................
59
2.3.1
ZEITVARIANZ
IM
ARBEITSRAUM
..................................................................
59
2.3.2
ANREGUNG
VON
WERKZEUGMASCHINEN
DURCH
DEN
ZERSPANPROZESS
...
61
2.3.3
BESTIMMUNG
MODALER
PARAMETER
BEI
ANREGUNG
DURCH
DEN
ZERSPANPRO
ZESS
.........................................................................................
63
3
MOTIVATION,
FORSCHUNGSFRAGEN
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
67
3.1
MOTIVATION
......................................................................................................
67
3.2
FORSCHUNGSFRAGEN
UND
-HYPOTHESEN
...............................................................
67
3.3
STRUKTUR
DER
ARBEIT
..........................................................................................
69
4
ZEITVARIANZ
IM
ARBEITSRAUM
73
4.1
INHALT
DES
KAPITELS
..........................................................................................
73
4.2
VERAENDERUNGEN
DES
DYNAMISCHEN
VERHALTENS
IM
ARBEITSRAUM
....................
73
4.2.1
BESCHREIBUNG
DURCH
AENDERUNGEN
INNERHALB
DER
NACHGIEBIGKEITSFREQUENZ
GAENGE
......................................................................................
73
4.2.2 VERGLEICHENDE
BEURTEILUNG
VON
FREQUENZGAENGEN
AUS
IMPULSHAMMERAN
REGUNG
MIT
HILFE
DES
FREQUENCY
RESPONSE
ASSURANCE
CRITERION
(FRAC)
77
8
INHALTS
VERZEICHNIS
4.2.3
ANWENDUNG
DES
FREQUENCY
RESPONSE
ASSURANCE
CRITERION
(FRAC)
AUF
BESCHLEUNIGUNGSANTWORTEN
RESULTIEREND
AUS
VERFAHRBEWEGUNGEN
.
.
84
4.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
DIE
AUSLEGUNG
EINER
ZEITINVARIANTEN
WERKZEUGBAHN
.
90
5
GESTALTUNG
EINER
ANALYSEGERECHTEN
ANREGUNG
DURCH
DEN
ZERSPANPROZESS
93
5.1
INHALT
DES
KAPITELS
............................................................................................
93
5.2
BERECHNUNG
DER
ZERSPANKRAEFTE
BEIM
FRAESEN
.................................................
94
5.2.1
EINFLUSSGROESSEN
AUF
DIE
SPANKRAFT
.......................................................
94
5.2.2
BESCHREIBUNG
MITTELS
EMPIRISCHEN
MODELLS
........................................
97
5.3
PARAMETERIDENTIFIKATION
ZUR
MODELLIERUNG
DER
ZERSPANKRAEFTE
IN
EINEM
SIMULATI
ONSMODELL
................................................................................................
101
5.3.1
VORGEHENSWEISE
..................................................................................
101
5.3.2
STRUKTURPARAMETER
...............................................................................
102
5.3.3
PROZESSPARAMETER
UND
GEOMETRIEPARAMETER
....................................
104
5.4
SIMULATIVE
PARAMETERSTUDIEN
ZUR
BEEINFLUSSUNG
DES
SCHNITTKRAFTSPEKTRUMS
DURCH
MODULATION
TECHNOLOGISCHER
PARAMETER
..................................................
109
5.4.1
MODULATION
DURCH
DIE
DREHZAHL
..........................................................
110
5.4.2
MODULATION
DURCH
DAS
WERKSTUECK
.......................................................
115
5.4.3
FAZIT
ZU
DEN
SIMULATIVEN
UNTERSUCHUNGEN
...........................................
117
5.5
EXPERIMENTELLE
PARAMETERSTUDIEN
ZUR
BEEINFLUSSUNG
DES
SCHNITTKRAFTSPEKTRUMS
DURCH
MODULATION
TECHNOLOGISCHER
PARAMETER
.........................................
118
5.5.1
VERSUCHSAUFBAU
UND
VORGEHENSWEISE
.................................................
118
5.5.2
AUSGANGSZUSTAND
OHNE
MODULATION
...................................................
120
5.5.3 MODULATION
DURCH
DIE
DREHZAHL
...........................................................
122
5.5.4
MODULATION
DURCH
DAS
WERKSTUECK
........................................................
131
5.5.5
MODULATION
DURCH
DAS
WERKZEUG
..........................................................
134
5.5.6
BETRACHTUNG
DER
BEOBACHTUNGSZEIT
....................................................
138
5.6
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
EINE
ANALYSEGERECHTE
ANREGUNG
...............................
140
6
CHARAKTERISTIKA
DER
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
141
6.1
INHALT
DES
KAPITELS
............................................................................................
141
6.2
EXPERIMENTELLE
MODALANALYSE
-
VERGLEICHSGRUNDLAGE
.....................................
143
6.2.1
DURCHFUEHRUNG
......................................................................................
143
6.2.2 AUSWERTUNG
.........................................................................................
144
6.3
PSEUDOBETRIEBSMODALANALYSE
(PSEUDO-OMA)
DURCH
SHAKER-ANREGUNG
...
148
6.3.1
DISKRETISIERUNG
UND
DURCHFUEHRUNG
........................................................
148
6.3.2
IDENTIFIKATION
DER
MODALEN
PARAMETER
..................................................
149
6.3.3
DISKUSSION
DER
MODALEN
PARAMETER
-
VERGLEICH
ZWISCHEN
PSEUDO-OMA
UND
EMA
...................................................................................
155
6.4
BETRIEBSMODALANALYSE
DURCH
PROZESSANREGUNG
..............................................
157
6.4.1
DISKRETISIERUNG
UND
DURCHFUEHRUNG
........................................................
157
6.4.2 IDENTIFIKATION
DER
MODALEN
PARAMETER
..................................................
163
DISSERTATION
JAN
BERTHOLD
9
6.4.3
VERGLEICH
ZWISCHEN
PSEUDO-OMA
UND
PROZESS-OMA
........................
172
6.4.4
VERGLEICH
ZWISCHEN
EMA
UND
PROZESS-OMA
........................................
174
6.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
HINSICHTLICH
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
DER
OMA
AN
WZM
IM
PROZESS
..................................................................................................
180
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
183
LITERATURVERZEICHNIS
187
A
DEFINITIONEN,
BERECHNUNGSVERFAHREN
UND
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
205
A.1
GRUNDBEGRIFFE
DER
SIGNALTHEORIE
.....................................................................
205
A.2
ZUFALLSPROZESS,
STATIONARITAET
UND
ERGODIZITAET
...................................................
205
A.3
LEISTUNGSDICHTESPEKTREN
..................................................................................
207
A.4
KALMAN
FILTER
....................................................................................................
209
A.5
AUFNAHMEZEIT
UND
ABTASTUNG
........................................................................
210
A.6
KURTOSIS
..........................................................................................................
211
A.7
SINGULAERWERTZERLEGUNG
(SVD)
.............................................................................
212
A.8
IDENTIFIKATIONSVERFAHREN
..................................................................................
212
A.8.1
BASIC
FREQUENCY
DOMAIN
METHOD
.......................................................
212
A.8.2
FREQUENCY
DOMAIN
DECOMPOSITION
....................................................
213
A.8.
3
ENHANCED
FREQUENCY
DOMAIN
DECOMPOSITION
.....................................
214
A.8.
4
CURVE-FIT
FREQUENCY
DOMAIN
DECOMPOSITION
.....................................
215
A.8.5
POLY-REFERENCE
LEAST
SQUARES
COMPLEX
FREQUENCY
(P-LSCF)
....
216
A.8.6
IBRAHIM
TIME
DOMAIN
(ITD)
................................................................
217
A.8.7
LEAST
SQUARES
COMPLEX
EXPONENTIONAL
(LSCE)
..................................
218
A.8.
8
ARMA
MODELLE
.....................................................................................
220
A.8.9
KOVARIANZ
GESTEUERTE
SSI-METHODEN
(COV-SSI)
..................................
221
A.8.1
0
DATEN-BASIERENDE
SSI-METHODEN
(DD-SSI)
........................................
225
A.8.1
1
BESTIMMUNG
MODALER
PARAMETER
AUS
DER
SYSTEMMATRIX
A
...............
229
A.9
METHODE
DER
KLEINSTEN
FEHLERQUADRATE
.........................................................
229
B
ANALYSEGERECHTE
ANREGUNG
231
B.1
STRUKTURPARAMETER
DES
SCHNITTKRAFTMODELLS
...................................................
231
B.2
SCHNITTKRAFTVERSUCHE
........................................................................................
232
B.2.1
DREHZAHLMODULATION
............................................................................
232
B.2.
2
MODIFIKATION
DES
WERKSTUECKS
................................................................
235
C
IDENTIFIKATION
MODALER
PARAMETER
MITTELS
EMA,
OMA,
PSEUDO-OMA
237
C.1
STATIONARITAET
DER
ANTWORTMESSUNG
BEI
SINUSFOERMIGER
ANREGUNG
......................
237
C.2
SVD-ZERLEGUNG
BEI
PSEUDO-OMA
UND
OMA
................................................
238
C.3
MODALE
PARAMETER
BEI
PROZESS-OMA
MIT
SINUS-ANREGUNG
...........................
239
C.3.1
MODALE
PARAMETER
FREQUENZBEREICHSMETHODEN
..................................
239
C.3.
2
MODALE
PARAMETER
ZEITBEREICHSMETHODEN
...........................................
240
10
INHALTSVERZEICHNIS
C.4
VERGLEICH
DER
ANREGUNGSARTEN
SINUSFOERMIG
UND
ZUFAELLIG
BEI
PROZESS-OMA
.
.
242
C.5
VERGLEICH
EMA
UND
PSEUDO-OMA
...................................................................
243
C.6
VERGLEICH
PSEUDO-OMA
UND
OMA
(PROZESS)
.................................................
245
C.7
VERGLEICH
EMA
UND
PROZESS-OMA
...................................................................
247
|
adam_txt |
DISSERTATION
JAN
BERTHOLD
7
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
11
TABELLENVERZEICHNIS
17
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
19
FORMELZEICHENVERZEICHNIS
21
1
EINLEITUNG
27
2
STAND
DER
ERKENNTNISSE
29
2.1
DYNAMISCHES
VERHALTEN
VON
WERKZEUGMASCHINEN
.
29
2.1.1
UEBERBLICK
UND
EINORDNUNG
.
29
2.1.2 BESCHREIBUNGSFORMEN
DYNAMISCHER
SYSTEME
.
32
2.1.3
METHODEN
ZUR
STRUKTURBESCHREIBENDEN,
EXPERIMENTELLEN
ERMITTLUNG
VON
SCHWINGUNGSKENNGROESSEN
.
42
2.2
GRUNDLEGENDE
ASPEKTE
DER
BETRIEBSMODALANALYSE
.
45
2.2.1
KONZEPT
UND
ANNAHMEN
DER
OMA
.
45
2.2.2 STOCHASTISCHE
KENNGROESSEN
UND
MODELLIERUNGEN
.
47
2.2.3 MESSDATENAUFNAHME
UND
SIGNALVERARBEITUNG
.
51
2.2.4
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
DER
BETRIEBSMODALANALYSE
.
53
2.3
HERAUSFORDERUNGEN
BEI
DURCHFUEHRUNG
DER
BETRIEBSMODALANALYSE
AN
WERKZEUG
MASCHINEN
.
59
2.3.1
ZEITVARIANZ
IM
ARBEITSRAUM
.
59
2.3.2
ANREGUNG
VON
WERKZEUGMASCHINEN
DURCH
DEN
ZERSPANPROZESS
.
61
2.3.3
BESTIMMUNG
MODALER
PARAMETER
BEI
ANREGUNG
DURCH
DEN
ZERSPANPRO
ZESS
.
63
3
MOTIVATION,
FORSCHUNGSFRAGEN
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
67
3.1
MOTIVATION
.
67
3.2
FORSCHUNGSFRAGEN
UND
-HYPOTHESEN
.
67
3.3
STRUKTUR
DER
ARBEIT
.
69
4
ZEITVARIANZ
IM
ARBEITSRAUM
73
4.1
INHALT
DES
KAPITELS
.
73
4.2
VERAENDERUNGEN
DES
DYNAMISCHEN
VERHALTENS
IM
ARBEITSRAUM
.
73
4.2.1
BESCHREIBUNG
DURCH
AENDERUNGEN
INNERHALB
DER
NACHGIEBIGKEITSFREQUENZ
GAENGE
.
73
4.2.2 VERGLEICHENDE
BEURTEILUNG
VON
FREQUENZGAENGEN
AUS
IMPULSHAMMERAN
REGUNG
MIT
HILFE
DES
FREQUENCY
RESPONSE
ASSURANCE
CRITERION
(FRAC)
77
8
INHALTS
VERZEICHNIS
4.2.3
ANWENDUNG
DES
FREQUENCY
RESPONSE
ASSURANCE
CRITERION
(FRAC)
AUF
BESCHLEUNIGUNGSANTWORTEN
RESULTIEREND
AUS
VERFAHRBEWEGUNGEN
.
.
84
4.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
DIE
AUSLEGUNG
EINER
ZEITINVARIANTEN
WERKZEUGBAHN
.
90
5
GESTALTUNG
EINER
ANALYSEGERECHTEN
ANREGUNG
DURCH
DEN
ZERSPANPROZESS
93
5.1
INHALT
DES
KAPITELS
.
93
5.2
BERECHNUNG
DER
ZERSPANKRAEFTE
BEIM
FRAESEN
.
94
5.2.1
EINFLUSSGROESSEN
AUF
DIE
SPANKRAFT
.
94
5.2.2
BESCHREIBUNG
MITTELS
EMPIRISCHEN
MODELLS
.
97
5.3
PARAMETERIDENTIFIKATION
ZUR
MODELLIERUNG
DER
ZERSPANKRAEFTE
IN
EINEM
SIMULATI
ONSMODELL
.
101
5.3.1
VORGEHENSWEISE
.
101
5.3.2
STRUKTURPARAMETER
.
102
5.3.3
PROZESSPARAMETER
UND
GEOMETRIEPARAMETER
.
104
5.4
SIMULATIVE
PARAMETERSTUDIEN
ZUR
BEEINFLUSSUNG
DES
SCHNITTKRAFTSPEKTRUMS
DURCH
MODULATION
TECHNOLOGISCHER
PARAMETER
.
109
5.4.1
MODULATION
DURCH
DIE
DREHZAHL
.
110
5.4.2
MODULATION
DURCH
DAS
WERKSTUECK
.
115
5.4.3
FAZIT
ZU
DEN
SIMULATIVEN
UNTERSUCHUNGEN
.
117
5.5
EXPERIMENTELLE
PARAMETERSTUDIEN
ZUR
BEEINFLUSSUNG
DES
SCHNITTKRAFTSPEKTRUMS
DURCH
MODULATION
TECHNOLOGISCHER
PARAMETER
.
118
5.5.1
VERSUCHSAUFBAU
UND
VORGEHENSWEISE
.
118
5.5.2
AUSGANGSZUSTAND
OHNE
MODULATION
.
120
5.5.3 MODULATION
DURCH
DIE
DREHZAHL
.
122
5.5.4
MODULATION
DURCH
DAS
WERKSTUECK
.
131
5.5.5
MODULATION
DURCH
DAS
WERKZEUG
.
134
5.5.6
BETRACHTUNG
DER
BEOBACHTUNGSZEIT
.
138
5.6
SCHLUSSFOLGERUNGEN
FUER
EINE
ANALYSEGERECHTE
ANREGUNG
.
140
6
CHARAKTERISTIKA
DER
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
141
6.1
INHALT
DES
KAPITELS
.
141
6.2
EXPERIMENTELLE
MODALANALYSE
-
VERGLEICHSGRUNDLAGE
.
143
6.2.1
DURCHFUEHRUNG
.
143
6.2.2 AUSWERTUNG
.
144
6.3
PSEUDOBETRIEBSMODALANALYSE
(PSEUDO-OMA)
DURCH
SHAKER-ANREGUNG
.
148
6.3.1
DISKRETISIERUNG
UND
DURCHFUEHRUNG
.
148
6.3.2
IDENTIFIKATION
DER
MODALEN
PARAMETER
.
149
6.3.3
DISKUSSION
DER
MODALEN
PARAMETER
-
VERGLEICH
ZWISCHEN
PSEUDO-OMA
UND
EMA
.
155
6.4
BETRIEBSMODALANALYSE
DURCH
PROZESSANREGUNG
.
157
6.4.1
DISKRETISIERUNG
UND
DURCHFUEHRUNG
.
157
6.4.2 IDENTIFIKATION
DER
MODALEN
PARAMETER
.
163
DISSERTATION
JAN
BERTHOLD
9
6.4.3
VERGLEICH
ZWISCHEN
PSEUDO-OMA
UND
PROZESS-OMA
.
172
6.4.4
VERGLEICH
ZWISCHEN
EMA
UND
PROZESS-OMA
.
174
6.5
SCHLUSSFOLGERUNGEN
HINSICHTLICH
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
DER
OMA
AN
WZM
IM
PROZESS
.
180
7
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
183
LITERATURVERZEICHNIS
187
A
DEFINITIONEN,
BERECHNUNGSVERFAHREN
UND
IDENTIFIKATIONSMETHODEN
205
A.1
GRUNDBEGRIFFE
DER
SIGNALTHEORIE
.
205
A.2
ZUFALLSPROZESS,
STATIONARITAET
UND
ERGODIZITAET
.
205
A.3
LEISTUNGSDICHTESPEKTREN
.
207
A.4
KALMAN
FILTER
.
209
A.5
AUFNAHMEZEIT
UND
ABTASTUNG
.
210
A.6
KURTOSIS
.
211
A.7
SINGULAERWERTZERLEGUNG
(SVD)
.
212
A.8
IDENTIFIKATIONSVERFAHREN
.
212
A.8.1
BASIC
FREQUENCY
DOMAIN
METHOD
.
212
A.8.2
FREQUENCY
DOMAIN
DECOMPOSITION
.
213
A.8.
3
ENHANCED
FREQUENCY
DOMAIN
DECOMPOSITION
.
214
A.8.
4
CURVE-FIT
FREQUENCY
DOMAIN
DECOMPOSITION
.
215
A.8.5
POLY-REFERENCE
LEAST
SQUARES
COMPLEX
FREQUENCY
(P-LSCF)
.
216
A.8.6
IBRAHIM
TIME
DOMAIN
(ITD)
.
217
A.8.7
LEAST
SQUARES
COMPLEX
EXPONENTIONAL
(LSCE)
.
218
A.8.
8
ARMA
MODELLE
.
220
A.8.9
KOVARIANZ
GESTEUERTE
SSI-METHODEN
(COV-SSI)
.
221
A.8.1
0
DATEN-BASIERENDE
SSI-METHODEN
(DD-SSI)
.
225
A.8.1
1
BESTIMMUNG
MODALER
PARAMETER
AUS
DER
SYSTEMMATRIX
A
.
229
A.9
METHODE
DER
KLEINSTEN
FEHLERQUADRATE
.
229
B
ANALYSEGERECHTE
ANREGUNG
231
B.1
STRUKTURPARAMETER
DES
SCHNITTKRAFTMODELLS
.
231
B.2
SCHNITTKRAFTVERSUCHE
.
232
B.2.1
DREHZAHLMODULATION
.
232
B.2.
2
MODIFIKATION
DES
WERKSTUECKS
.
235
C
IDENTIFIKATION
MODALER
PARAMETER
MITTELS
EMA,
OMA,
PSEUDO-OMA
237
C.1
STATIONARITAET
DER
ANTWORTMESSUNG
BEI
SINUSFOERMIGER
ANREGUNG
.
237
C.2
SVD-ZERLEGUNG
BEI
PSEUDO-OMA
UND
OMA
.
238
C.3
MODALE
PARAMETER
BEI
PROZESS-OMA
MIT
SINUS-ANREGUNG
.
239
C.3.1
MODALE
PARAMETER
FREQUENZBEREICHSMETHODEN
.
239
C.3.
2
MODALE
PARAMETER
ZEITBEREICHSMETHODEN
.
240
10
INHALTSVERZEICHNIS
C.4
VERGLEICH
DER
ANREGUNGSARTEN
SINUSFOERMIG
UND
ZUFAELLIG
BEI
PROZESS-OMA
.
.
242
C.5
VERGLEICH
EMA
UND
PSEUDO-OMA
.
243
C.6
VERGLEICH
PSEUDO-OMA
UND
OMA
(PROZESS)
.
245
C.7
VERGLEICH
EMA
UND
PROZESS-OMA
.
247 |
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