Simulation und Regelung von Resonanzversuchsständen zur Untersuchung der Bauteilermüdung.

Ralf Herrmann

doi:10.51202/9783738801033

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Simulation und Regelung von Resonanzversuchsständen zur Untersuchung der Bauteilermüdung.

Autor:innen:
Reihe:: Berichte des Instituts für Massivbau der Universität Hannover, Band 14
Verlag:: 2018

Zusammenfassung

Im Mittelpunkt dieser Arbeit steht die Entwicklung eines Konzepts zur flexiblen Auslegung von innovativen Resonanzversuchsständen, um Ermüdungsuntersuchungen an großen Bauteilen im Langzeitfestigkeitsbereich zu realisieren. Bei einem Resonanzversuchsstand wird der schwingungsfähige Probekörper durch eine harmonische Kraftanregung mittels Unwuchtantrieben nahe der Eigenfrequenz belastet und aufgrund der schwachen Dämpfung des Schwingungssystems eine Vervielfachung der Beanspruchung des Bauteils erzeugt. Durch die entwickelte Simulationsumgebung kann bei jeder Versuchsauslegung ein komplettes digitales Modell des Resonanzversuchsstands erstellt werden, welches das elektrische, regelungstechnische und mechanische Verhalten des geplanten Experiments virtuell vor der Umsetzung simuliert und so die Realisierbarkeit mit den gewählten Antriebskomponenten und die Qualität der Beanspruchungserzeugung geprüft werden. Das Resonanzversuchsstandskonzept wurde erfolgreich an drei Resonanzversuchsständen realisiert und dabei die Prüfdauer um den Faktor 4 verkürzt und der Energiebedarf um den Faktor 792 im Vergleich zu konventioneller hydraulischer Prüftechnik reduziert.

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Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2018
ISBN-Print: 978-3-7388-0102-6
ISBN-Online: 978-3-7388-0103-3
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart
Reihe: Berichte des Instituts für Massivbau der Universität Hannover
Band: 14
Sprache: Deutsch
Seiten
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

Titelei/Inhaltsverzeichnis Teilzugriff Seiten I - xiii Download Kapitel (PDF)
1. 1.1 Motivation und Hintergrund Kein Zugriff
2. 1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit Kein Zugriff
1. 2.1 Notwendigkeit von Bauteilprüfungen Kein Zugriff
2. 1. 2.2.1 Historische Prüfmaschinen Kein Zugriff
  2. 2.2.2 Industrielle Resonanzprüfmaschinen Kein Zugriff
  3. 2.2.3 Resonanzprüfmaschine der TU Wien Kein Zugriff
  4. 2.2.4 Resonanzprüfmaschine für Rohrverbindungen Kein Zugriff
1. 3.1 Grundlagen der mathematischen Modellierung von Schwingungssystemen Kein Zugriff
2. 3.2 Berechnung des Ersatzsystems des Biegebalkens Kein Zugriff
3. 3.3 Krafterzeugung von Unwuchtantrieben Kein Zugriff
4. 3.4 Erzeugung einer gerichteten Unwuchtkraft Kein Zugriff
5. 3.5 Interaktion zwischen Schwingungssystem und Unwuchtantrieb Kein Zugriff
6. 3.6 Auslegung der Unwuchtmassen Kein Zugriff
7. 3.7 Berücksichtigung der Federmassen Kein Zugriff
8. 3.8 Antriebsmaschinen Kein Zugriff
9. 3.9 Modellierung einer Asynchronmaschine Kein Zugriff
10. 3.10 Grundlagen von Steuerung und Regelung Kein Zugriff
11. 1. 3.11.1 Standardverfahren der dynamischen Simulation Kein Zugriff
  2. 3.11.2 Modellbeschreibung für dynamische Simulationen Kein Zugriff
  3. 3.11.3 Numerische Lösungsverfahren für gewöhnliche Differentialgleichungen Kein Zugriff
  4. 3.11.4 Anwendungen der dynamischen Simulation Kein Zugriff
1. 4.1 Zielstellungen bei der Anwendung von Resonanzversuchsständen für Großversuche Kein Zugriff
2. 4.2 Mechanisches Versuchsprinzip Kein Zugriff
3. 4.3 Konzeptioneller Aufbau Kein Zugriff
4. 4.4 Vorgehen zur Durchführung von Bauteilversuchen Kein Zugriff
5. 4.5 Spannfeld für Resonanzversuchsstände Kein Zugriff
6. 4.6 Systemstruktur eines Resonanzversuchsstands Kein Zugriff
1. 1. 5.1.1 Schwingweg des Bauteils Kein Zugriff
  2. 5.1.2 Schwinggeschwindigkeit des Bauteils Kein Zugriff
  3. 5.1.3 Schwingbeschleunigung des Bauteils Kein Zugriff
  4. 5.1.4 Anregende Unwuchtkraft Kein Zugriff
  5. 5.1.5 Auflagerreaktion Kein Zugriff
  6. 5.1.6 Materialdehnung Kein Zugriff
2. 5.2 Systemtheoretische Struktur der Regelstrecke Kein Zugriff
3. 1. 5.3.1 Anforderungen an die Regelung Kein Zugriff
  2. 5.3.2 Regelung der Phasensynchronisation Kein Zugriff
4. 5.4 Regelung der dynamischen Kraft Kein Zugriff
1. 6.1 Entwicklung einer Simulationsumgebung: der digitale Zwilling Kein Zugriff
2. 6.2 Frequenzumrichter Kein Zugriff
3. 6.3 Antriebsmaschine Kein Zugriff
4. 6.4 Unwuchtantrieb Kein Zugriff
5. 6.5 Schwingungssystem Kein Zugriff
6. 6.6 Messsystem Kein Zugriff
7. 6.7 Regelung Kein Zugriff
8. 1. 6.8.1 Sommerfeldeffekt Kein Zugriff
  2. 6.8.2 Schwebungen in der Unwuchtkraft Kein Zugriff
  3. 6.8.3 Selbstsynchronisation der Unwuchtantriebe Kein Zugriff
  4. 6.8.4 Einschwingverhalten des Einmassenschwingers Kein Zugriff
1. 6.1 Entwicklung einer Simulationsumgebung: der digitale Zwilling Kein Zugriff
2. 6.2 Frequenzumrichter Kein Zugriff
3. 6.3 Antriebsmaschine Kein Zugriff
4. 6.4 Unwuchtantrieb Kein Zugriff
5. 6.5 Schwingungssystem Kein Zugriff
6. 6.6 Messsystem Kein Zugriff
7. 6.7 Regelung Kein Zugriff
8. 1. 6.8.1 Sommerfeldeffekt Kein Zugriff
  2. 6.8.2 Schwebungen in der Unwuchtkraft Kein Zugriff
  3. 6.8.3 Selbstsynchronisation der Unwuchtantriebe Kein Zugriff
  4. 6.8.4 Einschwingverhalten des Einmassenschwingers Kein Zugriff
1. 1. 7.1.1 Prüfaufgabe Kein Zugriff
  2. 7.1.2 Auslegung des Versuchsstands Kein Zugriff
  3. 7.1.3 Versuchsstandsrealisierung und Ergebnisse Kein Zugriff
  4. 7.1.4 Vergleich zwischen realem Versuchsstand und Simulation Kein Zugriff
  5. 7.1.5 Leistungsaufnahme Kein Zugriff
2. 1. 7.2.1 Prüfaufgabe Kein Zugriff
  2. 7.2.2 Auslegung des Versuchsstands Kein Zugriff
  3. 7.2.3 Versuchsstandrealisierung und Ergebnisse Kein Zugriff
3. 1. 7.3.1 Prüfaufgabe Kein Zugriff
  2. 7.3.2 Auslegung des Versuchsstands Kein Zugriff
  3. 7.3.3 Versuchsstandsrealisierung und Ergebnisse Kein Zugriff
1. 8.1 Zusammenfassung Kein Zugriff
2. 8.2 Der digitale Zwilling im Prüfbetrieb Kein Zugriff
3. 8.3 Der digitale Zwilling in der Wartung Kein Zugriff
Anhang A Tätigkeitsschritte zur Auslegungeines Resonanzversuchsstands Kein Zugriff Seiten 129 - 130
Anhanb B Koeffizienten des s-stufigenRunge-Kutta-Verfahrens Kein Zugriff Seiten 131 - 132
Literaturverzeichnis Kein Zugriff Seiten 133 - 138
Curriculum Vitæ Kein Zugriff Seiten 139 -

Simulation und Regelung von Resonanzversuchsständen zur Untersuchung der Bauteilermüdung.

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