10_Grundlagen der Maschinenkonstruktion II Flashcards
Charakteristische Eigenschwingungsformen von Gestellbauteilen
- Nicken
- Heben
- Schieben
- Gieren
- Biegen
- Tordieren
Wärmekapazität (C)
Menge der thermischen Energie Q, welche ein Körper bezogen auf eine Temperaturänderung aufnimmt oder abgibt
–> C = lim(dT->0) Q/dT
Wärmetransportmechanismen
Strahlung: elektromagnetische Wellen
Leitung: innerhalb eines Körpers
Konvektion: zwischen Festkörper und strömendem Fluid
Ursachen thermoelastischer Verlagerungen von Werkzeugmaschinen
Umgebungseinflüsse:
- Hallenklima
- Wärmequellen (Sonne)
- Wärmesenken (Zugluft)
Interne Einflüsse:
- Maschinenelemente (Motoren, Lager)
- Prozess (KSS, Späne)
- Kühlung
Einsatz von CAE-Systemen bei der Konstruktion im Maschinenbau: Problemstellungen
Steigende Komplexität:
- Berechnung von Einzelproblemem
- Berechnung einfacher Maschinenelemente
- Auswahl von Maschinenelementen
- Auslegung von Maschinenelementen
- Auslegung von Baugruppen
- Komplexe Steifigkeitsberechnung
- Detaillierte Strukturanalyse
Konstruktionshilfsmittel: CAD
2D:
- Einfache Erstellung sauberer und flexibler Zeichnungen
- Vektorgrafiken
- Keine Interaktion zwischen Linien der Zeichnung
3D:
- Modell kann exportiert und für FEM-Simulation
verwendet werden
- „Feature basierten Methode“: Modell ist aus einzelnen Elementen oder Schritten zusammengesetzt, welche voneinander abhängen
CAD – 3D Feature basierte Modellierungen
- Extrusion
- Ausformen
- Rotation
- Fasen/Rundungen
Funktionsbereiche von CAM
- Bahnplanung und -optimierung
- Simulation
- Erstellen von Fertigungsunterlagen (Bearbeitungspläne, Spannpläne, Werkzeuglisten)
- Werkzeug- und Betriebsmitteldatenverwaltung
Umfang von CAM-Systemen: Anwendungstechnisch
- Maschinen- und Fertigungsmittelauswahl
- Definition von Bearbeitungsoperationen
- NC-Code-Erstellung (Post-Prozessoren)
Umfang von CAM-Systemen: Ressourcen
- Maschinen
- Werkzeuge
- Werkzeugmagazine
Motivation für den Einsatz der FEM im Werkzeugmaschinenbau
- Auslegung, Optimierung von Maschinen und Bauteilen
- Teure und gefährliche Versuche durch Simulationen ersetzen
- Visualisierung von nicht sichtbaren Effekten, Eigenschaften, Vorgängen
Typen der Strukturoptimierung
- Dimensionierung
- Formoptimierung
- Topologieoptimierung
Topologieoptimierung
–> optimale Materialverteilung / Materialeigenschaften in vordefiniertem Bauraum
- Maximalen Bauraum vernetzen (Design+Non-design-spaces, Restriktionen + Ziel)
- Iterative Optimierung
- Ergebnisstruktur in CAD rückführen
Oberflächenbeschaffenheit
Ra: arithmetisches Mittel der Abweichungswerte von der Mittellinie innerhalb einer Einzelmessstrecke
Rz: arithmetischer Mittelwert aus den maximalen Profilhöhen von 5 Einzelmessstrecken
Typen der Strukturoptimierung
- Dimensionierung
- Formoptimierung
- Topologieoptimierung
