Vorlesung 10: Maschinenkonstruktion 2

Question 1

Dynamisches Kräftegleichgewicht am gedämpften Einmassenschwinger

Answer 1

mx´´+dx´+k*x=0

Ansatz: Ce^-(w_dt)cos(w_dt-phi)

Question 2

Dämpfungsgrad

Answer 2

Tau= d/(2(km)^0,5)

Question 3

Gedämpfte Kreisfrequenz

Answer 3

w_d= w_0*(1-Tau^2)^0,5

Question 4

Eigenfrequenz

Answer 4

W_0: (k/m)^0,5

Question 5

Dynamisches Kräftegleichgewicht ungedämpft

Answer 5

mx´´=-kx

Ansatz= x=Asin(wt)

Question 6

Charakteristische Starrkörperschwingungen

Answer 6

Nicken
Heben
Schieben
Gieren

Question 7

Def.: Wärmekapazität

Answer 7

Menge der thermischen Energie ! die ein Körper bezogen auf eine Temperaturänderung abgibt/aufnimmt

c= Wärmemenge sodass 1kg Stoff 1K wärmer

Question 8

Def.: Wärmeausdehnung

Answer 8

Änderung der Geometrie eines Körpers aufgrund von Temperaturgradienten

alpha= Längenzunahme der Längeneinheit bei 1K erwärmung

Question 9

Wie kann wärme Transportiert werden

Answer 9

Strahlung
Leitung
Konvektion

Question 10

Motivation für FEM im Werkzeugmaschinenbau

Answer 10

Lösen der Gleichungen der Elastizitätstheorie
Auslegen, Optimieren
Simulationen ersetzen
Visualisieren

Question 11

Grundformel FEM statisch

Answer 11

[K]*{u}={F}

Steifigkeitsmatrix*Verlaferungsvektor der Knoten = Vektor aller Kräfte/Momente

Question 12

Grundfomel FEM dynamisch

Answer 12

[M]{u´´}+[C]{ü´}+[K]*{u}={F(t)}

MassenmatrixBeschleunigungsvektor
DämpfungsmarixGeschwindigkeitsvektor
Steifigkeitsmatrix*Verlagerungsvektor
entspricht Vektor aller Kräfte/Momente

Question 13

Typen der Strukturoptimierung

Answer 13

Dimensionierung
Formoptimierung
Topologieoptimierung

Question 14

Grundlagen für die Ausarbeitung

Answer 14

Allgemeintoleranzen

Form
Maß
Lage
Oberflächenbeschaffenheit (Rauheit, Härte)

Question 15

Maximale Nachgiebigkeit eines gedämpften Systems

Answer 15

x/F= 1/(2kTau)

Question 16

Vorgehen bei FE-Methode (Top-down)

Answer 16

CAD-Modell der Maschine
Lastenheft der Simulation
Abstarheirtes Modell zur FE-Modellerstellung
Vernetzung der Einzelkomponenten/Abstraktion der Maschinenelemente
Zusammenstellung des Gesamtmodells/Definition von Randbedingung
Berechnung
Post-Processing