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Berechnung der elastischen Eigenschaften von Baugruppen im Pressenbau

H. Blum
  • Kartonierter Einband
  • 160 Seiten
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Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand in der Berechnung von Berühr- und Detailproblemen an weggebundenen Zweiständerpres sen. Zur ... Weiterlesen
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Beschreibung

Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand in der Berechnung von Berühr- und Detailproblemen an weggebundenen Zweiständerpres sen. Zur rechnerischen Berücksichtigung der Berühreffekte zwischen an grenzenden Bauteilen wurde ein benutzerfreundliches Rechner programm entwickelt, das sich in den Berechnungsgang einer FE-Berechnung einfügen läßt. Testrechnungen an verschiedenen Beispielen haben die Vorgehensweise verdeutlicht und im Falle der überprüfung mit den Hertzschen Formeln eine gute überein stimmung ergeben. Die Berücksichtigung der Berühreffekte war auch bei den Problemen Pleuel-Exzenterrad, Stößel-Führung und Welle-Lager, die z. T. als Detailprobleme behandelt wurden, von großer Bedeutung, um ein realistisches Bauteileverhalten zu erreichen. In Abhängigkeit von der Belastung ergibt sich ein nichtlineares Bauteileverhalten. Die Untersuchung eines Pressenrahmens mit Stößel ergab hier die Möglichkeit, auch die Auswirkungen der Klemmkräfte zwischen Stößel und Führung bei exzentrischer Arbeitsbelastung zu analy sieren. Es zeigte sich, daß es nur durch die Einbeziehung der Berühreffekte in die gesamte FE-Berechnung möglich war, reali stische Pressenkennwerte zu errechnen. Eine große Rolle spielte hierbei Gesamtkonstruktion dargestellt. An einer typischen Ausführung einer Zweiständerpresse mit Längs wellenantrieb wurde das Detailproblem Welle-Lager behandelt.

Klappentext

Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand in der Berechnung von Berühr- und Detailproblemen an weggebundenen Zweiständerpres­ sen. Zur rechnerischen Berücksichtigung der Berühreffekte zwischen an­ grenzenden Bauteilen wurde ein benutzerfreundliches Rechner­ programm entwickelt, das sich in den Berechnungsgang einer FE-Berechnung einfügen läßt. Testrechnungen an verschiedenen Beispielen haben die Vorgehensweise verdeutlicht und im Falle der überprüfung mit den Hertzschen Formeln eine gute überein­ stimmung ergeben. Die Berücksichtigung der Berühreffekte war auch bei den Problemen Pleuel-Exzenterrad, Stößel-Führung und Welle-Lager, die z. T. als Detailprobleme behandelt wurden, von großer Bedeutung, um ein realistisches Bauteileverhalten zu erreichen. In Abhängigkeit von der Belastung ergibt sich ein nichtlineares Bauteileverhalten. Die Untersuchung eines Pressenrahmens mit Stößel ergab hier die Möglichkeit, auch die Auswirkungen der Klemmkräfte zwischen Stößel und Führung bei exzentrischer Arbeitsbelastung zu analy­ sieren. Es zeigte sich, daß es nur durch die Einbeziehung der Berühreffekte in die gesamte FE-Berechnung möglich war, reali­ stische Pressenkennwerte zu errechnen. Eine große Rolle spielte hierbei Gesamtkonstruktion dargestellt. An einer typischen Ausführung einer Zweiständerpresse mit Längs­ wellenantrieb wurde das Detailproblem Welle-Lager behandelt.



Inhalt
0 Einleitung.- 1 Stand der Erkenntnisse.- 1.1 Statische Steifigkeit mechanischer Zweiständerpressen.- 1.1.1 Belastung.- 1.1.2 Elastisches Verhalten in Belastungsrichtung.- 1.1.3 Elastisches Verhalten senkrecht zur Belastungs-richtung.- 1.1.4 Auswirkungen der Verformungen der Presse.- 1.2 übliche Vorgehensweise bei der Berechnung von Pressen und Pressenbauteilen.- 2 Lösungsweg zur Berechnung von Maschinenelementen.- 2.1 Zielsetzung.- 2.2 Aufbau von Programmoduln.- 2.3 Berechnung von Detailproblemen.- 2.4 Berücksichtigung von Berühreffekten.- 3 Methode der Finiten Elemente.- 3.1 Einführung.- 3.2 Theorie und Vorgehensweise.- 3.2.1 Mathematische Formulierung auf Elementebene.- 3.2.2 Mathematische Formulierung auf Strukturebene.- 3.2.3 Unterstrukturtechnik.- 3.2.4 Realisierung der Finiten Elemente Methode in Rechnerprogrammen; Programmsystem ASKA.- 3.3 Lösung von Berührproblernen.- 3.3.1 ProblembeSchreibung.- 3.3.2 Stand der Erkenntnisse.- 3.3.3 Lösungsansatz.- 3.3.4 Lösung mit Hilfe eines Rechnerprogramms.- 3.3.4.1 Aufbereiten der Daten mit dem Vorprogramm.- 3.3.4.2 Bauteileverhalten in der Berührzone.- 3.3.4.3 Ermittlung des gesamten Bauteileverhaltens mit dem Nachprogramm.- 3.3.5 Berücksichtigung der Reibung.- 3.4 Durchführung der Berührungsrechnung an Beispielen.- 3.4.1 Elastischer Balken mit starren Auflagern.- 3.4.2 Elastisches Pleuel mit elastischer Welle.- 3.4.3 Zwei elastische Zylinder unter Linienberührung; Vergleich mit der Hertzschen Pressung.- 3.4.4 Erfahrungen bei der Durchführung der Berührungs-rechnung.- 4 Untersuchung der Baugruppe Pleuel-Exzenterrad unter Arbeitsbelastung.- 4.1 Aufbereiten der Daten.- 4.2 Durchführung der Berechnung; Ergebnisse.- 4.2.1 Verschiebungsverhalten in der Berührzone.- 4.2.2 Verschiebungsverhalten des Pleuels.- 4.2.3 Spannungsverteilung im Pleuel.- 5 Untersuchung der Baugruppe Stößel-Führung einer mechanischen Zweiständerpresse.- 5.1 Modelluntersuchung an einer Zweiständerpresse mit Querwellenantrieb.- 5.1.1 Idealisierung der Bauteile.- 5.1.2 Durchführung der Berechnung.- 5.1.3 Ergebnisse bei vereinfachten Annahmen über den Berührbereich.- 5.1.3.1 Verschiebungsverhalten des Pressenrahmens.- 5.1.3.2 SpannungsVerteilung am Pressenrahmen.- 5.1.4 Ergebnisse unter Beachtung der Berühreffekte.- 5.1.4.1 Verschiebungsverhalten im Berührbereich Stößel-Führung.- 5.1.4.2 Verschiebungsverhalten des Pressenrahmens.- 5.1.4.3 Möglichkeiten der FEM-Analyse zur Darstellung von Pressenkenngrößen.- 5.1.4.4 Spannungsverteilung am Innenrand des Pressen-rahmens unter Beachtung der Berühreffekte.- 6 Untersuchung der Baugruppe Stößel-Führung an ausgeführten Pressen mit Ein- und Zweipunktantrieb.- 6.1 Lösungsweg.- 6.2 Aufbau und Test von Programmoduln.- 6.3 Berechnung der Baugruppe Stößel-Ständer als Detailproblem.- 6.4 Durchführung der Berechnung.- 6.4.1 Ergebnisse für die Presse mit Zweipunktantrieb.- 6.4.1.1 Verschiebungsverhalten der Normalausführung.- 6.4.1.2 Verschiebungsverhalten bei variiertem Führungs-spiel und variierter Außermittigkeit der Belastung.- 6.4.2 Ergebnisse für die Presse mit Einpunktantrieb.- 6.4.2.1 Verschiebungsverhalten der Normalausführung.- 6.4.2.2 Verschiebungsverhalten bei variiertem Ständerflächenträghe itsmoment.- 6.4.3 Sonderfälle; Zusammenfassung.- 7 Untersuchung der Baugruppe Welle - Lager einer Zweiständer Exzenterpresse mit Zweipunktantrieb.- 7.1 Berechnung der Baugruppe Welle - Lager als Detailproblem; Randbedingungen.- 7.2 Durchführung der Berechnung.- 7.2.1 Idealisierung der Bauteile; Belastung.- 7.2.2 Berührbereich Welle - Lager; Anfangsberührzustand.- 7.3 Ergebnisse.- 7.3.1 Berühreffekte zwischen Welle und Lager.- 7.3.2 Verschiebungsverhalten bei symmetrischer und exzentrischer Arbeitsbelastung.- 7.3.3 Spannungsverteilung in der Fuge und in der Lagerschale.- 7.3.4 Spannungsverteilung im Querhaupt.- 8 Aufbereitungs- und Rechenzeiten.- 9 Zusammenfassung.- 10 Bildteil.

Produktinformationen

Titel: Berechnung der elastischen Eigenschaften von Baugruppen im Pressenbau
Autor:
H. Blum
EAN: 9783540098041
ISBN: 978-3-540-09804-1
Format: Kartonierter Einband
Herausgeber: Springer Berlin Heidelberg
Genre: Sonstiges
Anzahl Seiten: 160
Gewicht: 216g
Größe: H210mm x B148mm x T8mm
Jahr: 1980

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