für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray In der Massivumformung von Stählen nimmt der Faserverlauf für die Beurteilung der Güte eines umgeformten Bauteils, neben anderen Beurteilungsfaktoren, eine zentrale Funktion ein. Da diese Struktur in der Literatur nur ansatzweise definiert ist, wird experimentell dargestellt, dass die durch das Warmwalzen des Stahls entstandenen gestreckten Mangansulfide (MnS), hauptsächlich für diese Struktur verantwortlich sind. Mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie werden die Form- und Orientierungsänderungen von MnS und anderen Einschlüssen vom stranggegossenen über den warmgewalzten bis zum in Walzrichtung gestauchten Stahl bei Raumtemperatur und 1250° C betrachtet. Die Analyse der Gestaltänderung von MnS beim Stauchen senkrecht zur Walzrichtung bei 1250° C ermöglicht ferner über die Bestimmung des relativen Plastizitätsindexes die Erstellung der für eine FEM Umformsimulation erforderlichen Fließkurven für MnS. Bestimmte mechanische Eigenschaften des Stahls, wie beispielsweise die Kerbschlagarbeit können durch MnS beeinflusst werden, und führen zu unterschiedlich stark ausgeprägten anisotropen Verhältnissen. Die Bruchoberflächen der Kerbschlagbiegeproben zeigen dabei den Einfluss der Morphologie und Orientierung der MnS auf die Kerbschlagarbeit. So verursacht beispielsweise das Stauchen in Walzrichtung bei 1250° C durch die Gestaltänderung der MnS eine Veränderung der ursprünglichen Anisotropie der Kerbschlagarbeit von Längs- zu Querrichtung hin zu einem isotropen Zustand. Die Spannungsverhältnisse um MnS bei entsprechend anliegender mechanischer Belastung zeigen die potenziell vorschädigende Wirkung der Morphologie und Orientierung der MnS. Anhand von Beispielbauteilen wird dieser Effekt bei abgeflachten und entsprechend zur Bauteilbelastung ausgerichteten MnS verdeutlicht. Eine FEM Umformsimulation des zylindrischen Stauchens in Walzrichtung von MnS im Stahl bei 1250° C zeigt eine befriedigende Übereinstimmung der beobachteten Gestaltänderung der MnS mit den simulierten Ergebnissen. ····· 10361107772
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Im Stand der Technik darauf eingegangen, wie wichtig Energie für den Menschen und die Produktion und somit auch für das Wirtschaftssystem ist. Es werden Gründe für den sinnvollen Umgang mit dieser wichtigen Ressource dargestellt sowie Möglichkeiten und aktuelle Maßnahmen aufgezeigt, welche zur Zeit unternommen werden, um mit einem geringeren Energieeinsatz zu produzieren. Als ein wichtiges Problem wird dargestellt, dass der Prozessplaner, welcher den Energiebedarf für eine konkrete Bearbeitung maßgeblich festlegt, nur wenig Wissen über die Auswirkungen seiner Entscheidungen hat. Als eines der Ziele dieser Arbeit wird ein Modell erstellt, welches es dem Prozessplaner auf einfache Art und Weise ermöglicht, den Energiebedarf für die geplante Bearbeitung bereits nach der Programmierung des Bauteils vorherzusagen. Um ein Modell zu erstellen, müssen im Vorfeld viele Messungen durchgeführt werden, um die Maschine und deren energetisches Verhalten möglichst genau abbilden zu können. Da für den kompletten Energiebedarf bei der Fertigung nicht nur die Maschine einen deutlichen Einfluss hat, sondern auch das Werkzeug verschleißt, wurden Messungen durchgeführt, mit denen es möglich ist, den Energiebedarf bei der Werkzeugherstellung, speziell für Vollhartmetall Bohrer und Wendeschneidplatten zu quantifizieren. Aus den ermittelten Leistungsdaten der Maschine wird ein Modell erstellt, welches als Eingangsgröße den NC-Datensatz des Prozessplaners hat. Mit diesem Modell kann der Energiebedarf für eine konkrete Bearbeitung auf der davor untersuchten Werkzeugmaschine sehr genau vorausgesagt werden. Im letzten Teil der Arbeit werden konkrete Anwendungsbeispiele angesprochen. Es werden die energetischen Unterschiede für die Bearbeitung einer Stufenbohrung mit einem Stufenbohrer und mit zwei konventionellen Bohrern dargestellt. Es wird gezeigt, wie der Einfluss der Werkzeugherstellung auf die Energiebilanz ist, wenn unterschiedliche Werkzeugkonzepte eingesetzt werden. Die energetischen Auswirkungen auf die Bearbeitung durch die Kühlschmierung werden aufgezeigt. Die Energiebilanz für eine Bohrbearbeitung mit zwei unterschiedlichen VHM-Bohrern mit zugehörenden Schnittparametern wird dargestellt. Im letzten Beispiel wird die Bearbeitung eines Bauteils energetisch optimiert. ····· 10361107757
für 49.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray This work investigates a heat integrated reactor concept based on unsteady state operation of several adiabatic catalytic fixed-bed reactors. Exothermic reaction fronts are guided through such a cascade in the gas flow direction, while cold reactor segments are switched to the end for efficient thermal regeneration. This inherently periodic operation attempts to trap a self-sustained exothermic front allowing an autothermal operation. As such, the switching policy simulates a countercurrent of the solid compared to the fluid phase and is therefore denoted as a simulated moving bed reactor (SMBR). Potential applications are seen in catalytic total oxidation of volatile organic compounds (VOC) in diluted off-gases or in performing equilibrium limited exothermic reactions. This work contains a comprehensive theoretical analysis and an experimental proof-of-concept of the adiabatic simulated moving bed reactor. In order to avoid expensive dynamic simulations, a true moving bed reactor model was derived, which retains all relevant properties of the periodic reactor needed for reactor analysis and design. This does not only allow a direct approximation of temperature and concentration profiles, but provides an efficient numerical nonlinear analysis essential to understand and control ignition-extinction phenomena. Diverse reactor multiple steady states were encountered and structured with the help of higher order singularities. In this way, reactor control and the identification of feasible reactions are available. Three discrete-time control concepts were investigated to maintain the reactor in the limited range of switching times. Already a simple temperature control was shown to be appropriate. The model-system experimentally investigated is the total oxidation of propene and ethene on a CuCrOx/Al2O3 catalyst in air. Systematic experiments confirmed the applicable range of switching times as well as the control characteristic. Step experiments altering flow rates and concentrations demonstrated the proper disturbance rejection. As long as rates of the oxidation reactions are similar, mixtures can be well processed. Otherwise, incomplete conversion of the less oxidizable component can occur. Due to sufficiently high start-up temperatures and an excess of this component the total oxidation of such mixtures can be assured. ····· 10361107754
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray On the basis of the scale-invariant theory of statistical mechanics, Sohrab introduced a linear equation termed the `modified equation of fluid motion.` Preliminary investigations have shown that this modified equation can be extended to solve flow problems. Analytical solutions of basic flow problems were derived using this equation. In all cases the match between estimated and experimental data was good. These results stimulated further applications of this modified equation in the development of a CFD code to obtain numerical solutions of turbomachinery flow problems. In the present work, a novel numerical algorithm based on the aforementioned modified equation has been developed to solve turbomachinery flow problems. In order to avoid dealing with more technical conditions on the scale-invariant form of the energy equation, this investigation is restricted to incompressible flow. On the basis of the work done by Sohrab, the derivation process of the modified equation for incompressible flow is presented with more emphasis on its linear property as compared to the Navier-Stokes equation for incompressible flow. Furthermore, a detailed analysis of the present discretisation technique for the modified equation is performed. As compared with the Navier-Stokes equation, the numerical errors resulted from the discretisation of the modified equation, including the truncation and discretisation errors are discussed as well as the stability conditions. On the basis of the analysis above, a novel numerical solver is established by using the open source code OpenFOAM. A corresponding iteration technology is determined for the solver to dedicate reliable and efficient solutions to the algebraic linear equations derived from the FVM discretisation of the modified equation. In addition, a dynamic mesh solver developed on the basis of the ALE method is also built up to resolve the transient flow problems. Finally, the developed solver is applied to solve the modified equation for several flow models including the fundamental boundary layer problems, flow around an airfoil, turbulent secondary flow in a curved duct and cascades, and rotor-stator interactions in radial pumps. The results are evaluated by comparing them with those obtained by other methods, including the numerical results from a Navier-Stokes solver and measured data. For all investigated cases the computational effort and the accuracy of the solver are emphasized. The comparisons indicate that the developed solver, which is based on the modified equation of fluid motion, requires less than half the computation time of the Navier-Stokes solver, and it produces physically reasonable results validated by measured data. The encouraging result demonstrates the scientific credibility of the developed solver for application to turbomachinery flows. Further, if it is extended to design processes in the turbomachinery industry, significant improvements in the design cycle cost can be reached. ····· 10361107750
für 49.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Aufgrund der hervorragenden funktionellen Eigenschaften stellt die Legierung Nickel-Titan (NiTi) heute den bedeutendsten Formgedächtniswerkstoff dar. NiTi zeichnet sich durch bemerkenswerte reversible Verformungen - sowohl pseudoplastisch als auch pseudoelastisch - sowie durch eine hohe Effektstabilität und durch eine ausgezeichnete Biokompatibilität aus. Die Formgebung von NiTi-Komponenten ist jedoch nicht trivial. Die sensiblen Materialeigenschaften werden durch jeden Herstellungsschritt beeinflusst und nicht selten sogar beeinträchtigt. Fertigungsverfahren, die eine endkonturnahe Formgebung ermöglichen, gewinnen daher für die Herstellung von NiTi-Komponenten stetig an Bedeutung. Diese Arbeit verfolgt mit dem Selective Laser Melting (SLM) einen innovativen Ansatz zur near-net-shape-Verarbeitung von NiTi. Das SLM gehört zur vergleichsweise jungen Gruppe der additiven Strahlschmelzverfahren. Ursprünglich wurden diese Verfahren zur Verarbeitung diverser metallischer Strukturwerkstoffe für den Prototypen- oder Modellbau genutzt. Diese Verfahren bieten aufgrund eines additiven Schichtbauprinzips jedoch Möglichkeiten, die die konventionelle Fertigung nicht bieten kann. Daher finden Strahlschmelzverfahren heute auch Anwendung zur direkten Herstellung innovativer, komplexer Fertigbauteile in geringen Stückzahlen, beispielsweise im Automotivebereich, in der Luft- und Raumfahrttechnik oder in der Medizintechnik zur Dentalrestauration. Im Rahmen dieser Arbeit wird die vollständige Prozesskette zur additiven Verarbeitung von NiTi-Formgedächtniswerkstoffen mittels SLM abgebildet. Ausgehend von der Umarbeitung des Gussmaterials zu Pulvermaterial wird bis hin zur dessen additiver Verarbeitung anhand umfangreicher Untersuchungen dargestellt, welche Voraussetzungen für eine optimierte Fertigung von NiTi mittels SLM erfüllt werden müssen. Vergleichende Analysen von additiv und konventionell hergestelltem NiTi belegen, dass das additiv hergestellte NiTi über bemerkenswerte Eigenschaften verfügt. Dieses Material zeigt pseudoplastische und pseudoelastische Eigenschaften, welche den Eigenschaften eines konventionell hergestellten NiTi-Materials gleichwertig sind. Das additiv hergestellte NiTi-Material zeichnet sich zudem durch eine hohe funktionelle Stabilität aus. Darüber hinaus wird in einer ersten Studie nachgewiesen, dass additiv hergestelltes NiTi auch über biokompatible Eigenschaften verfügt. Indem aufgezeigt wird, dass das SLM grundsätzlich hohes Potential für die Verarbeitung von NiTi bietet, liefert diese Arbeit einen innovativen Beitrag zur Herstellung qualitativ hochwertiger NiTi-Komponenten. ····· 10361107748
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Seitenkanalpumpen sind Strömungsmaschinen, die ihren maximalen Wirkungsgrad im Bereich spezi scher Drehzahlen von 3 bis 12 u/min erreichen. Dieser Bereich liegt zwischen Verdrängerpumpen (nq 12 u/min). Sie eignen sich aufgrund ihrer guten Selbstansauge- und Gasmitförderfähigkeiten zum Fördern gasbeladener oder leicht üchtiger Fluide in der Nähe des Siedepunktes. Als Nachteil der Seitenkanalmaschine erweist sich ihr niedriger maximaler Wirkungsgrad, der durch das Förderprinzip bedingt ist. Die Energieübertragung verläuft über den gesamten Umfang des Seitenkanals, während die Strömung spiralförmig zwischen Laufrad- und Seitenkanalkontur wechselt. Sind die strömungsführenden Bauteile, die hydraulischen Komponenten, nicht optimal angepasst, treten durch den mehrfachen Strömungswechsel erhebliche Verluste bei der Energieübertragung auf. Die Optimierung der strömungsführenden Bauteile und damit die Erhöhung des Wirkungsgrades ist Ziel der nachfolgend beschriebenen Untersuchungen. Der Versuch Einzelkomponenten der Seitenkanalpumpe zu optimieren zeigt, dass eine Verbesserung der Leistungsdaten nur durch genaue Kenntnis der Strömung im gesamten Förderbereich möglich ist. Die messtechnische Erfassung der Strömung jedoch ist lediglich an wenigen Stellen in der Pumpe mit vertretbarem Aufwand durchführbar. Aus diesem Grund wurden numerische Simulationen mit verschiedenen Seitenkanalhydrauliken durchgeführt. Hierfür wurde zunächst eine einfache Basishydraulik entworfen und es wurden Randbedingungen de niert, die an die Abmessungen und Betriebsbedingungen einer industriellen Maschine angepasst sind. Aufbauend auf den Ergebnissen der Strömungssimulationen wurde ein Verfahren zur Bewertung der hydraulischen Komponenten entwickelt. Dieses auf physikalischen Grundlagen und empirisch ermittelten Werten beruhende Verfahren soll die Auslegung und die Optimierung von Seitenkanalpumpen durch den gezielten Einsatz von Simulationsergebnissen erweitern. Parallel zu den Simulationen wurden die numerisch untersuchten Fluidzonen als Hydraulik für Wasserversuche aufgebaut, um die Pumpenkennlinien, die Leistungskennlinien und damit auch die Wirkungsgradkennlinien der verschiedenen Kombinationen von Einzelkomponenten (zwei Laufräder und zwei Seitenkanäle) zu ermitteln. Da das in dieser Arbeit vorgestellte Verfahren sehr genaue Erkenntnisse zu den Geometrievariationen liefern soll, können nur eigene hydraulische Vermessungen zum Vergleich mit den numerischen Ergebnissen eingesetzt werden. Dadurch wird versucht, die experimentell und numerisch untersuchten Fluidzonen so genau wie möglich anzunähern, um vergleichbare Ergebnisse zu erzielen. Sowohl der Prüfstand, ein Pumpenkörper und die Hydraulikteile wurden konstruiert und aufgebaut. Der Pumpenkörper ist so variabel ausgeführt, dass Tests verschiedener Laufräder und Seitenkanäle möglich sind. In den Versuchen konnten die Ein üsse der verschiedenen Geometrien auf die Leistungsdaten ermittelt werden. Die Ergebnisse zeigen neben den erwarteten Unterschieden zwischen den Varianten allerdings auch unvorhergesehene Unterschiede zwischen gemessenen und numerisch bestimmten Werten. Durch weiterführende Messungen wurden diese Abweichungen erklärt. Eine Neuauslegung von Seitenkanalpumpen auf einen de nierten Auslegungspunkt ist unter Berücksichtigung aller geometrischen Ein ussfaktoren mit den bestehenden Verfahren derzeit nicht möglich. Daher ist die Optimierung der ausgelegten Hauptabmessungen durch Einbeziehen weitere Geometrieparameter ein unverzichtbarer Schritt im Verlauf des Gesamtauslegungsprozesses von Seitenkanalpumpen. Hierbei sollte die Optimierung nicht als letzter Schritt oder als Nachrechnung einer Auslegung verstanden werden, sondern den Auslegungsprozess begleiten. Dazu ist in der vorliegenden Arbeit ein mögliches Optimierungsverfahren auf Basis der numerischen Strömungssimulation entwickelt worden. Mit diesem Verfahren können empirisch ermittelte Parameter zur Auslegung der Hauptabmessungen von Seitenkanalmaschinen durch Simulationsergebnisse ersetzt werden. Ein weiterer Vorteil der Strömungssimulation ergibt sich damit, dass vor dem Konstruktionsprozess der Betriebspunkt und der Gesamtwirkungsgrad der ausgelegten Hydraulik bestimmt werden kann. Durch weitere Auswertungen der Simulationsergebnisse lassen sich auyerdem die Komponenten ermitteln, die den Wirkungsgrad der Maschine maygeblich beein ussen. Damit wird eine gezielte Auslegung durch Optimierung der strömungsführenden Geometrien möglich. Es wurden sowohl Strömungssimulationen als auch experimentelle Untersuchungen an Seitenkanalpumpen durchgeführt. In den Simulationen wurden Modellgeometrien von zwei Laufrad- und zwei Seitenkanalvarianten untersucht. Der Ein uss der Gestaltung auf die E zienz der hydraulischen Komponenten konnte sowohl in den ermittelten Kennwerten als auch anhand der Untersuchung der Strömung an zuvor de nierten Stellen nachgewiesen werden. In den Experimenten wurden die zwei Laufradgeometrien, die auch numerisch untersucht wurden, miteinander verglichen. Die experimentell ermittelten Ergebnisgröyen wie die Förderhöhenkennlinien und die Leistungskennlinien weisen Unterschiede zu den numerische berechneten Werten auf. Daher wurden die Untersuchungen zunächst darauf konzentriert, diese Unterschiede im Detail aufzuklären und zu begründen. Nicht alle Abweichungen der ermittelten Ergebnisse konnten durch zusätzliche Simulation oder Experimente erklärt werden. Entsprechende Untersuchungen bleiben weiterführenden Arbeiten vorbehalten. Hierzu ist beispielsweise ein Versuchsaufbau nötig, der ein axiales Einstellen des Laufrades ermöglicht. In den durchgeführten Versuchen mit unterschiedlichen axialen Spalten wurde die Abhängigkeit der Leistungsdaten von der Laufradposition aufgezeigt. Die Optimierung von Hydraulikkomponenten ist mit dem vorgestellten Berechnungsverfahren basierend auf Simulationsergebnissen möglich. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Veränderungen an den Komponenten konnten qualitativ sowohl in den berechneten als auch in den gemessenen Kennlinien bestätigt werden. Abweichungen zwischen den Ergebnissen von Simulation und Experiment sind aufgezeigt. Sie lassen sich aber soweit sie nicht in der vorliegenden Arbeit geklärt wurden durch Erfahrungswerte und Ergebnisse anderer Autoren begründen. Die Arbeit kommt damit dem Ziel, bestehende Auslegungsverfahren für Seitenkanalpumpen mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation zu optimieren und die Prozesse der Energieübertragung und Verlustentstehung in der Maschine besser zu verstehen, einen Schritt näher. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden parallel zu den hier beschriebenen Untersuchungen in einem Forschungsprojekt zur Entwicklung einer Hydraulik mit verbessertem Wirkungsgrad angewendet ([5]). Experimente konnten während dieser Entwicklung durch Simulationen ersetzt werden. Der Nachweis, dass die Abweichungen zwischen Simulationsmodell und Realgeometrie erheblichen Ein uss auf die ermittelten Leistungsdaten haben, ist dabei von besonderer Bedeutung. ····· 10361107740
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Die Simulation von Fertigungsprozessen gewinnt aufgrund der steigenden Forderung nach effizienten und ökonomischen Entwicklungsabläufen immer mehr Bedeutung. Großes Potential liegt in der numerischen Darstellung von Fertigungsschritten, wie dem Fügen durch Schweißen, mit der FE-Methode in der Entwicklungs- und Fertigungsplanung. Die Abbildung der Energiequelle, z.B. des Lichtbogens beim Schweißen, erfolgt durch die Verwendung von Ersatzwärmequellen in den FEM-Berechnungen. Diese müssen mit experimentellen Temperaturmessungen abgeglichen werden, da nicht der reale physikalische Prozess berechnet wird. Hierzu kommen oft Thermoelemente zum Einsatz, die neben der Schweißnaht aufgepunktet werden. Diese Vorarbeiten sind sehr langwierig und im industriellen Umfeld, gerade bei mehreren Schweißnähten und großen Bauteilen, aufwendig durchzuführen. Die Infrarot-Thermografie bietet sich als alternative Methode zur Temperaturmessung an, da mit dieser berührungslos und flächenhaft zuverlässig Temperaturen bestimmt werden können. Beim Schweißen treten aufgrund der besonderen Strahlungseigenschaften und hohen Temperaturen des Lichtbogens zusätzliche Fragestellungen auf, die im Niedrigtemperaturbereich nicht beachtet werden müssen. Neben einer Bestimmung des Emissionsgrades der zu messenden Oberfläche im Prozessbetrieb müssen auch Reflexionen und Umgebungsvariablen ins Auge gefasst werden. In dieser Arbeit wurden die Voraussetzungen zum Messen von relevanten Temperaturen beim Schweißen mit der Thermografiemethode zur Kalibrierung von Ersatzwärmequellen für die Schweißsimulation untersucht. Es wurden verschiedene industrierelevante Werkstoffe und Schweißverfahren in Betracht gezogen und die besonderen Eigenschaften in Bezug auf thermografische Temperaturmessungen erarbeitet. Neben ebenen Platten wurde eine bauteilähnliche Struktur aus dem Schienenfahrzeugbau untersucht. Zur Prüfung der Temperaturinformationen auf Eignung zur Verwendung in der Schweißsimulation wurden die ebenen Platten und die bauteilähnliche Struktur in numerischen Experimenten nachgebildet und der Schweißverzug mit der FE-Methode berechnet. Die Untersuchungen zeigen, dass bei sehr stark reflektierenden Oberflächen, wie sie Edelstahl oder Aluminium aufweisen, eine Beschichtung mit mattem Lack von Vorteil ist, um das Abstrahlverhalten zu optimieren. Alternativ kann das Abstrahlverhalten mit einem Sandstrahlvorgang hin zu einer diffuseren Strahlung optimiert werden, wodurch die Messergebnisse deutlich verbessert werden. Besonderes Augenmerk verlangt der beim Aluminiumschweißen eingesetzte Wechselstromlichtbogen. Der diskontinuierliche Lichtbogen verhindert die Anpassung des Emissionsgrades an die Messbedingungen, da diese nur mit konstanten Variablen durchgeführt werden kann. Das Temperatursignal der Messoberfläche wird durch ein Signal mit der Frequenz des Lichtbogens überlagert. Vergleiche mit Thermoelementmessungen zeigen, dass durch einen geeigneten Signalfilter die untere Grenze des Gesamtsignals erfasst werden und mit dieser die richtige Temperatur dargestellt werden kann. Unter Berücksichtigung der oben genannten Punkte können aus den Thermografieaufnahmen ein flächenhaftes Temperaturfeld und die Oberflächengeometrie des Schmelzbades bestimmt werden. Aus den Informationen lassen sich zum Abgleich der Ersatzwärmequelle in der Schweißsimulation Profildaten generieren, die zum Vergleich mit den berechneten Temperaturen herangezogen werden können. Auch punktuelle Messungen, vergleichbar mit Thermoelementdaten, sind möglich und können für die Kalibrierung von Ersatzwärmequellen eingesetzt werden. Durch den Einsatz der thermografischen Temperaturmessung in der numerischen Schweißsimulation wird die Messdatengewinnung vereinfacht und die Anwendung im industriellen Umfeld verbessert. Die Schweißsimulation kann mit verringertem zeitlichem und technischem Aufwand umgesetzt werden. ····· 10361107734
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Im Rahmen dieser Arbeit wird die Erzeugung und Prognose der Oberflächengestalt beim Stirnfräsen untersucht. Dabei werden insbesondere die Einflussfaktoren und Wirkmechanismen beim PKD-Messerkopffräsen betrachtet. Der Stand der Technik stellt dazu die wesentlichen Unterschiede zwischen Schaft- und Messerkopffräsen heraus. Zudem werden die Grundlagen zur Oberflächengestalt sowie die Beurteilung deren Abweichungen vorgestellt. Am Beispiel der Zylinderkopfdichtung wird auf die Anforderungen an die Oberflächengestalt spanend hergestellter Dichtflächen eingegangen. Anschließend wird aufgezeigt wie gefräste Planflächen mit PKD-Messerköpfen heute in der Motorenfertigung hergestellt werden. Im Stand der Technik werden anschließend die bestehenden Ansätze zur rechnerischen Bestimmung der theoretischen Oberflächenrauheit diskutiert. Da eine Prognose der Rauheit beim Stirnfräsen nur über eine modellhafte Abbildung möglich ist, werden die existierenden Modelle zur Prognose der Rauheit beim Umfangfräsen und Stirnfräsen aufgezeigt. Anschließend werden im Hauptteil der Arbeit die im Stand der Technik diskutierten Einflussfaktoren auf die Oberflächengestalt beim Stirnfräsen anhand experimenteller Untersuchungen bewertet. Auf Basis der ausgewählten Einflussfaktoren wird ein mathematisch-kinematisches Modell zur Prognose der Rauheit und Welligkeit beim Messerkopffräsen entwickelt. Die Verifikation zeigt, dass das Modell die Primär- Rauheits- und Welligkeitsprofile sowie deren Kennwerte unter den angegebenen Annahmen und Einschränkungen sowohl qualitativ als auch quantitativ präzise vorhersagen kann. Ungewollte Vorschubschwankungen der Werkzeugmaschine stellen dabei den maßgeblichen Einflussfaktor für den Prognosefehler dar. Mit Hilfe des Modells sowie weiterer experimenteller Versuche werden die Einflussfaktoren und deren Wechselwirkungen für die Erzeugung rauer und welliger Oberflächen beim Messerkopffräsen untersucht. Die größte Bedeutung für die Rauheit kommt dem Zahnvorschub, der Schneidengeometrie sowie dem Planlauffehler am Werkzeug zu. Für den Fall des kombinierten Front- und Rückschnitts spielt zusätzlich die Phasendifferenz zwischen Front- und Rückschnitt eine wesentliche Rolle für die Rauheit. Für die Welligkeit haben die Faktoren Zahnvorschub, Werkzeugdurchmesser, Zähnezahl sowie Planlauffehler der Spindel den größten Einfluss. Dabei kommt es weniger auf die Einzelfaktoren, sondern auf deren Kombinationen an. Besonders wichtig für die Welligkeit ist die Kombination aus Zahnvorschub, Zähnezahl und Planlauffehler der Spindel. So steigt die Welligkeit mit dem Spindelplanlauffehler deutlich an, wenn das Produkt aus Zahnvorschub und Zähnezahl größer als die Grenzwellenlänge wird. Insgesamt kann festgehalten werden, dass Rauheit und Welligkeit unabhängig voneinander beeinflusst und damit gezielt erzeugt werden können. Bei der Verwendung der richtigen Kombination der relevanten Faktoren lässt sich auch bei einer mehrzeiligen Bearbeitung über die gesamte Fräsbreite ein definierter Rauheitskorridor bei sehr niedriger Welligkeit erreichen. Schließlich wird anhand verschiedener Anwendungsbeispiele aus der Pkw-Motorenfertigung die Übertragbarkeit der Erkenntnisse dieser Arbeit sowie der Nutzen für die Praxis demonstriert. So wird aufgezeigt, dass eine brennraumseitige Dichtfläche an einem Zylinderkurbelgehäuse über eine mehrzeilige Stirnfräsbearbeitung auf einem Bearbeitungszentrum möglich ist und gleichzeitig die Oberflächengestalt verbessert werden kann. Die Leistung dieses Beitrages liegt insbesondere in dem Schließen der Verständnislücken bzgl. der Erzeugung von Rauheit und Welligkeit beim Planstirnfräsen mit Messerköpfen. Hier liefert die Arbeit Anregungen für die zukünftige Gestaltung von Werkzeugkonzepten hinsichtlich Einstellbarkeit, Schneidengeometrie, Rund- und Planlaufpräzision und Fliehkraftfestigkeit. ····· 10361107717
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Formgedächtnislegierungen (FGL) sind Funktionswerkstoffe die in der Lage sind eine zuvor eingeprägte Form einzunehmen. Diese reversible Gestaltänderung ist das Resultat einer temperatur- oder spannungsinduzierten Phasentransformation. Durch diese einzigartigen Eigenschaften, können diese Materialien zu einem als Stellelemente in mechatronischen Systemen, zum anderen als Federelemente mit einer geringen Federkonstante, eingesetzt werden. Der besondere Vorteil von Formgedächtnisaktoren liegt in der enormen Energiedichte von 3 MJ/m³. Des Weiteren bieten diese meist aus Nickel und Titan bestehenden Legierungen Vorteile auf dem Gebiet des Leichtbaus und der Geräuschentwicklung im Betrieb. Trotz eindeutiger Vorteile für die Automobilindustrie haben sich Formgedächtnisaktoren bislang nur spärlich in diesem Einsatzumfeld durchgesetzt. Das hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, die in dieser Arbeit diskutiert werden. Lösungsansätze in Form von adaptiven (durch Materialeffekte einstellenden) als auch adaptronischen (durch elektrische Subkomponenten einstellenden) Systemkonzepten werden auf Durchführbarkeit überprüft. Diese sollen das Anwendungsfeldes innerhalb der Automobilindustrie erweitern, so dass diese Arbeit einen Beitrag rund um die Einsatzpotentiale, Problemstellungen und Problemlösungen spezifischer Einsatzprobleme im Automobil zusammenstellt. Der Aufbau eines haptischen Informationssystems im Fahrgastinnenraum soll die gewonnenen Erkenntnisse aus den Bereichen Formgedächtnistechnik, Optimierungsstrategien, numerischer Simulation und methodischer Auslegung in einem Gesamtbild dieser Technologie zusammenstellen. ····· 10361107715
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Heizelementschweißen von Kunststoffen. Auf Basis eines neuen Antriebskonzeptes mit Linearmotoren ergaben sich neue Möglichkeiten für die Prozessoptimierung. Ein Thema, das in dieser Arbeit behandelt wird, ist das Anhaften niederviskoser Thermoplaste am Heizelement. Hier soll durch erhöhte Abzugsgeschwindigkeiten eine möglichst rückstandsfreie Trennung der Fügeteile vom Heizelement ermöglicht werden. Die Untersuchungen zu dieser Problemstellung berücksichtigen ebenfalls neue Beschichtungswerkstoffe sowie relevante Prozessparameter. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass eine rückstandsfreie Trennung auch durch die erhöhten Abzugsgeschwindigkeiten nicht erreicht werden kann, jedoch ein positiver Effekt auf das Ausbilden sogenannter Schmelzefäden zu beobachten ist. Der zweite Aspekt, der im Rahmen dieser Arbeit betrachtet wird, befasst sich mit der Betriebspunktfindung durch Zugversuche, die direkt auf der Heizelementschweißmaschine durchgeführt werden. Während dieser Zugversuche befinden sich die Fügepartner noch im schmelzeflüssigen Zustand, weshalb Zusammenhänge mit der Festigkeit im abgekühlten Zustand ermittelt werden müssen. Als Ergebnis liegt eine Systematik vor, mit der Betriebspunkte identifiziert werden können, die eine gute Schweißnahtfestigkeit aufweisen. Ebenfalls wird der Einsatz der Systematik im Rahmen der Qualitätskontrolle beschrieben. ····· 10361107712
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Aufgrund strengerer Toleranzen für technische Systeme, verursacht durch steigende Produktkomplexität, nimmt die Wichtigkeit technischer Sauberkeit in Fertigung und Montage stetig zu. Insbesondere seitens Neuteilherstellern und herstellergebundenen Refabrikationsunternehmen werden auf Komponentenebene zulässige Grade an technischer Sauberkeit hinsichtlich Partikelkontaminationen definiert, welche im Rahmen der Fertigung prozesssicher erreicht werden müssen. Auf Seiten herstellerungebundener Refabrikationsunternehmen werden vergleichbare Anforderungen bezüglich einer zu erreichenden technischen Sauberkeit mit hoher Wahrscheinlichkeit in naher Zukunft aus Gründen eines vergleichbaren Qualitätsniveaus ebenfalls erforderlich sein. Refabrikationsunternehmen sind somit aufgrund vielschichtiger und komplexer Anforderungen im Themenbereich der technischen Sauberkeit mit großen Herausforderungen konfrontiert. Insbesondere durch individuell durchlaufene und somit nicht reproduzierbare Lebenszyklen der einzelnen Altprodukte zur Refabrikation, stellt sich der Grad an technischer Sauberkeit für Altprodukte als zunächst nicht quantifizierbar dar. Dieses Potential wurde im Rahmen der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit in Kapitel 3 im Zuge der Analysen technischer Sauberkeit in der Refabrikation - unter Eingrenzung auf zwei Repräsentanten (elektrohydraulische Steuereinheit eines Automatikgetriebes sowie Zylinderkopf eines Dieselverbrennungsmotors) - aufgegriffen. Hierzu wurde der aktuelle Stand zweier Refabrikationsunternehmen der Automobilbranche hinsichtlich folgender Kriterien untersucht und bewertet: - Technische Sauberkeit auf Komponentenebene vor Erzeugung der Sauberkeit (Altprodukte) - Technische Sauberkeit auf Komponentenebene nach Erzeugung der Sauberkeit im Rahmen bestehender Refabrikationsprozesse - Technische Sauberkeit auf Komponentenebene von Neuteilen - Technische Sauberkeit der Refabrikationsumgebung (Fertigungsumgebung) Basierend auf den durch diese Untersuchungen ermittelten Daten zur technischen Sauberkeit, ließ sich ein quantifizierbarer Grad an technischer Sauberkeit als Ausgangsbasis ermitteln. Diese Erfassung der IST-Situation war notwendig für anschließende, im Zuge dieser wissenschaftlichen Arbeit durchgeführte, Optimierungen. Eine zeitwertgerechte Refabrikation erfordert neben kosteneffizienten Prozessen und Verfahren zur Wertschöpfung an sich ebenso kosteneffiziente Analyseverfahren zur Messung des vorliegenden Grades an technischer Sauberkeit. Im Verlauf dieser wissenschaftlichen Arbeit wurden Lösungen, einerseits für eine vor Erzeugung der technischen Sauberkeit durchzuführende Grobanalytik, sowie andererseits für eine Feinanalytik nach Erzeugung der technischen Sauberkeit (im Rahmen der Refabrikationsprozesse) entwickelt. Die im Kontext der Neuteilproduktion überwiegend angewandten lichtmikroskopischen Verfahren zur Feinanalytik ergeben für eine zeitwertgerechte Refabrikation hohe Kosten, welche die Einsatzmöglichkeiten eines solchen Analyseverfahrens deutlich einschränken bzw. gar ausschließen. Zur Hebung dieses Potentials wurde eine scannerbasierte Lösung zur Analyse technischer Sauberkeit auf Komponentenebene entwickelt. Im Zuge einer Evaluation konnte im direkten Vergleich mit einem lichtmikroskopischen Analysesystem eines führenden Herstellers die Leistungsfähigkeit der entwickelten scannerbasierten Lösung gezeigt werden. Eine Abrundung der Entwicklungen einer Analytik zur Messung technischer Sauberkeit in der Refabrikation stellt die in Abschnitt 4.3 erläuterte allgemein gültige Methodik zur Analyse technischer Sauberkeit dar, welche für Refabrikationsunternehmen erstmalig Lösungen zu diesem Themenkomplex bereitstellt. Herstellerungebundene Refabrikationsunternehmen weisen zudem - festgestellt durch Analysen dieser wissenschaftlichen Arbeit - ein sehr hohes Potential im Bezug auf technische Sauberkeitsanforderungen/ -spezifikationen auf. Diese sind fast ausschließlich den herstellergebundenen Refabrikationsunternehmen seitens der entsprechenden Neuteilhersteller vorbehalten. Kapitel 5 griff diese Definition technischer Sauberkeitsanforderungen in der Refabrikation auf und entwickelte Lösungen hierzu. Zunächst wurde dazu eine Definition technischer und optischer Funktionalitäten vorgenommen sowie am Beispiel zweier Repräsentanten nachfolgend angewandt. Nach Durchlaufen weiterer Prozessschritte, wie beispielsweise einer Ableitung technischer Sauberkeitsanforderungen, erfolgte erstmalig final die Entwicklung einer allgemein gültigen Methodik zur Definition technischer Sauberkeitsanforderungen für Komponenten in der Refabrikation. Als neuentwickelte Kennzahlen gingen hierbei Sauberkeitsfaktoren, die `Remanufacturing Component Cleanliness` (RCC), die `Original Equipment Component Cleanliness` (OECC) sowie ein sich daraus ableitender `Degree of Overlapping` (DOO) hervor. Weiterentwickelt wurden diese Kennzahlen zu den sog. `Remanufacturing Component Cleanliness Classes` (RCCC). Eine Optimierung von Reinigungsprozessen zur Erzeugung technischer Sauberkeit in der Refabrikation erfolgte in Kapitel 6. Es wurden hierbei praktische Optimierungen zur Erzeugung der technischen Sauberkeit für die zwei eingangs gewählten Repräsentanten durchgeführt. Für diese wurden signifikante Verbesserungen hinsichtlich des Grades an technischer Sauberkeit erzielt. So wurde für einen der beiden Repräsentanten ein höherer Grad an technischer Sauberkeit erzeugt als dieser in Vergleichsanalysen an Komponenten der Neuteilproduktion festgestellt wurde. Daraus gewonnene Ergebnisse flossen im weiteren Verlauf in die Entwicklung einer allgemein gültigen Methodik zur Optimierung von Reinigungsprozessen in der Refabrikation ein. Diese Optimierung mittels neuentwickelter Methodik umfasst die Entwicklung und Herstellung von Testkörpern sowie deren gezielte und reproduzierbare Kontaminierung. Somit ist eine quantifizierbare Bewertung ausgewählter Reinigungsverfahren und -prozesse ohne bis dorthin vorhandene Störeinflüsse möglich, wie sie durch unterschiedliche technische Sauberkeitsgrade vor einer Versuchsdurchführung vorgelegen haben. In Kapitel 7 wurden die Bestandteile eines Gesamtkonzepts zur Optimierung der technischen Sauberkeit in der Refabrikation gezeigt. Hierbei wurde das Zusammenwirken der in den vorangegangenen Kapiteln entwickelten Lösungen zu einem gesamtoptimalen Konzept im Sinne eines umfassenden Handlungsvorschlages zur technischen Sauberkeit in der Refabrikation vorgestellt. ····· 10361107709
für 49.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Die Energieeffizienz industrieller Prozesse wird mit steigenden Energiepreisen ein immer wichtigerer Faktor für den Wirtschaftsstandort Deutschland. Aus diesem Grund nehmen die Forschungsaktivitäten in diesem Bereich seit Jahren zu. Auf dem Gebiet des Industrieofenbaus wird daher nach Möglichkeiten gesucht, Wärmebehandlungsprozesse effizienter und innovativer zu gestalten. Diese Arbeit behandelt die Entwicklung eines keramischen Hochtemperaturventilators aus SiSiC, mit dem Ziel den konvektiven Anteil der Wärmeübertragung auf das zu behandelnde Gut zu erhöhen und somit den Wärmebehandlungsprozess signifikant zu verkürzen bzw. zu ändern. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Verbindungstechnik keramischer Teilkomponenten, die für die Herstellung des Ventilators eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Arbeit werden neue Garniertechniken mit Silizium-Legierungen entwickelt, charakterisiert und mit der konventionellen Garniertechnik mit reinem Silizium verglichen. Diesen Techniken wird der Einsatz eines Glaslotes gegenübergestellt. Für die bruchstatistische Charakterisierung der Werkstoffe und Fügeverbunde wird ein neuartiger Prüfstand eingesetzt, der es erlaubt, eine große Anzahl Proben bei hohen Temperaturen bis 1300°C zu testen, so dass Weibull-Parameter bei Raumtemperatur, 1000°C und 1200°C ermittelt werden können. Mit der Finiten Elemente Methode werden Verbund- und Lastspannungen an den Proben berechnet und die ermittelten Kennwerte abgeglichen. Anschließend erfolgt die Berechnung von thermischen und mechanischen Lastspannungen, die während des Betriebs im Hochtemperaturventilator auftreten. Abschließend erfolgt eine Übertragung der Fügetechniken auf das Bauteil Hochtemperaturventilator. Hier wird an zwei Fügestellen die Einsetzbarkeit der untersuchten Verbindungstechniken hinsichtlich der Verbund- und Lastspannungen numerisch untersucht. ····· 10361107708
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Immer kürzere Produktlebenszyklen, die verstärkte Individualisierung der Produkte sowie die zunehmende Internationalisierung der Leistungsvermarktung führen zu einer steigenden Variantenvielfalt und induzieren immer häufigere Variantenwechsel in der Produktion. Die damit einhergehenden Rüstzeiten von Betriebsmitteln stellen die Hauptursache für Maschinenstillstände dar, was auch eine Studie von Steinhilper et al. in 137 produzierenden Unternehmen bestätigt. Häufiges und langes Rüsten verursacht jedoch nicht nur Stillstandzeiten und Verluste bzgl. der Gesamtanlageneffektivität, sondern ist überdies Treiber für große Lose und infolgedessen für mangelnde Flexibilität sowie hohe Bestände. Die Notwendigkeit zur Reduzierung von Rüstzeiten ist gleichermaßen Ergebnis und Herausforderung des gewandelten und zunehmend dynamischen Wettbewerbsumfelds produzierender Unternehmen. Mittels Zeit- und Wegeaufnahmen sowie der Methode Single Minute Exchange of Die (SMED) können mit kompakten Mitteln und kostengünstigen Maßnahmen erhebliche Verbesserungen erreicht werden, die Rüstzeitreduzierungen zwischen 10 und 50 Prozent ermöglichen. Obschon etablierte Methoden wie SMED eine signifikante Reduzierung der Rüstzeit erlauben, bieten sie in Bezug auf die quantitative Bewertung der Rüstzeitreduzierung sowie hinsichtlich der Entscheidung, ob sich die Umsetzung der entwickelten Maßnahmen zur Rüstzeitreduzierung technischwirtschaftlich lohnt, kaum Orientierung. Als Entscheidungsgrundlage stehen lediglich die zur Umsetzung notwendigen Investitionen und die Veränderung der betriebsmittelbezogenen Rüstzeit zur Verfügung, wobei die Rüstzeitreduzierung überwiegend zu Maschinenstundensätzen bewertet wird. Im Gegensatz dazu ermöglichen die in dieser Arbeit entwickelten Methoden eine multikriterielle und damit ganzheitliche Bewertung von Maßnahmen zur Optimierung der Rüstzeiten eines Betriebsmittels. Dazu wird die SMED-basierte Analyse der Rüstzeit durch eine nach Personal und Betriebsmittel differenzierte Betrachtung von Rüstzeiten und Rüstkosten präzisiert und zur Rüstprozessoptimierung erweitert. Die im Falle einer Maßnahmenumsetzung resultierenden Effekte der Rüstprozessoptimierung werden mittels geeigneter Kennzahlen bezüglich ihrer Wirkungen auf Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Ressourceneffizienz quantitativ bewertet. Dies legt den Grundstein für eine ganzheitliche Rüstprozessoptimierung und schließt die Rüstkosten, die Stückzahlkapazität, die Produktivität, die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Efficiency, kurz OEE) sowie den Rüstgrad genauso ein, wie das Flexibilitätsmaß Every Part - Every Interval (EPEI) und die Materialeffizienz des Betriebsmittels. Darauf aufbauend sind Methoden zur systematischen Ableitung von Handlungsoptionen für eine mögliche Losgrößensenkung enthalten. Angesichts der Interdependenzen zwischen den Effekten der Rüstprozessoptimierung und der Losgrößensenkung erfolgt mittels eines Nomogramms die Visualisierung des Losgrößenhandlungsraums. In diesem Nomogramm wird die Gesamtwirkung der Rüstprozessoptimierung in Abhängigkeit von der Ausprägung der Effekte sowie von der Senkung der Losgröße vergleichend dargestellt. Neben der auf diese Weise gebotenen Entscheidungsunterstützung auf quantitativer Basis, versetzen die vorgestellten Methoden zur ganzheitlichen Rüstprozessoptimierung den Anwender damit in die Lage, unter Berücksichtigung des unternehmensspezifischen Zielsystems systematisch eine Handlungsempfehlung abzuleiten. Die ganzheitliche Rüstprozessoptimierung wurde industriell erprobt und validiert. Mit ihrer Hilfe war es möglich, betriebsmittel- und personalbezogene Rüstzeiten - und damit die Rüstkosten - signifikant zu senken. Darüber hinaus konnte mit den Methoden zur ganzheitlichen Rüstprozessoptimierung eine Handlungsoption identifiziert werden, die unter Berücksichtigung der betriebsmittelbezogenen Prioritäten einen im Sinne des unternehmensspezifischen Zielsystems optimalen Kompromiss der teilweise konfligierenden Teilziele ermöglicht und auf diese Weise eine effiziente Optimierung der Rüstprozesse erlaubt. Der gesamtwirtschaftliche Nutzen der entwickelten Methoden begründet sich erstens durch ihre breite und kompakte Anwendbarkeit unabhängig von Branche, Unternehmensgröße oder Produktionstechnologie, zweitens durch ihre zukunftsweisende Integration der Materialeffizienz für eine nachhaltigkeitsorientierte Produktion, drittens durch ihre Nutzungsmöglichkeit sowohl als `stand-alone`-Lösung als auch im Rahmen der integrierten Methodenlandschaft eines unternehmensspezifischen Produktionssystems sowie viertens durch ihren Beitrag zur Systematisierung von Umsetzungsentscheidungen zur Rüstprozessoptimierung auf Basis einer quantitativen und ganzheitlichen Entscheidungsgrundlage. Im Endergebnis fördert die Anwendung der Methoden zur ganzheitlichen Rüstprozessoptimierung die Wettbewerbsfähigkeit produzierender Unternehmen in Bezug auf Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Ressourceneffizienz. ····· 10361107706
für 49.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Hochtourige Antriebe im Leistungsbereich von 50 bis 100 W, zum Beispiel für Einzelspulantriebe in der Textiltechnik, gewinnen zunehmend an Bedeutung und lösen die bisher eingesetzten mechanisch gekoppelten Systeme mit Königswelle zunehmend ab. Wegen der zusätzlich gewünschten hohen Energieeffizienz bietet sich der feldorientiert betriebene permanentmagneterregte Synchronmotor (PM Synchronmotor) an, bei dem basierend auf dem Funktionsprinzip die Eisenverluste mit der Drehzahl störend ansteigen. Hochwertige Elektrobleche könnten diesem Effekt entgegenwirken. Der Einsatz höherwertiger Blechqualitäten ist jedoch immer mit einem entsprechenden Kostenfaktor verbunden. Auch wenn sich die Fertigungskosten durch die Ausführung des Ständers in Zahnspulentechnik senken lassen, so stellt sich doch die Frage nach alternativen Aktivteilkonzepten. Diese sollen eine einfachere Fertigung, geringere Verluste bei höheren Drehzahlen, eventuell höhere Drehmomentdichten und zudem geringere Kosten ermöglichen. Eine Alternative zum gängigen Blechpaketkonzept für den Ständer ist die Verwendung von SMC-Materialien ( `soft magnetic composites` ), deren positive Eigenschaften sich besonders bei hohen Drehzahlen vorteilig bemerkbar machen. Diese Pulververbundwerkstoffe bilden eine eigene Gruppe weichmagnetischer Werkstoffe und unterscheiden sich sowohl in ihrem Aufbau und ihrer Verarbeitung als auch in ihren elektromagnetischen und thermischen Eigenschaften grundlegend von geschichteten und gegeneinander isolierten Elektroblechen, wie sie im klassischen Elektromotorenbau zum Einsatz kommen. Die Zielsetzung dieser Arbeit ist die Entwicklung von neuartigen Fertigungskonzepten und mathematischen Berechnungsmodellen für das stationäre Betriebsverhalten hochtouriger PM Synchronmotoren unter Verwendung von SMC-Materialien als Statoraktivteilmaterialien. Exemplarisch wurde als hochtourige Anwendung eine Textilspindelapplikation ausgewählt, um die erarbeiteten Konzepte zu veranschaulichen und die Berechnungsergebnisse durch Messungen praktisch zu verifizieren. Basis für die Entwicklung neuer Ständerkonzepte ist zunächst die genaue Kenntnis der Materialeigenschaften am Markt verfügbarer weichmagnetischer Pulververbundwerkstoffe. Die magnetischen Kennwerte sowie die spezifischen Eisenverluste werden experimentell unter Berücksichtigung der Formteilebearbeitungsverfahren ermittelt. Es werden die drei Ständerkonzepte `Aufrollständer`, `Jochrohr mit Luftspaltwicklung` und `Blisterständer` vorgestellt. Bei allen Konzepten kommt die Zahnspulentechnik zum Einsatz. Grundlage für einen optimierten Entwurf ist die Modellierung und Simulation des stationären Betriebsverhaltens. Für die experimentelle Erprobung einzelner Konzepte wird ein Funktionsmuster-Baukasten erstellt, bei dem Ständer- und Läuferkomponenten wechselseitig getauscht werden können. Die Auslegung des Funktionsmuster-Baukastens erfolgte am Beispiel der Spezifikation einer hochtourigen Textilspindel. Auf der Grundlage von Parameterstudien werden die Aktivteile ausgelegt. Als Optimierungs-Zielfunktion dient das Produkt aus thermisch zulässigem Drehmoment und Wirkungsgrad bei der festgelegten Bemessungsdrehzahl. Die gefertigten Funktionsmuster entsprechen etwa der Baugröße 36 und sind für den Drehzahlstellbereich von 10.000 bis 30.000 min-1 ausgelegt. Die Versuchsergebnisse werden im direkten Vergleich zur Simulation diskutiert. Grundsätzlich kann festgestellt werden, dass die Simulationen auf Basis der erarbeiteten Berechnungsmodelle praxistauglich sind. Die hochgesteckte Spezifikation kann bei der Verwendung von SMC-Werkstoffen für den Drehfeldständer erfüllt werden. ····· 10361107705
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Die Steigerung der Funktionsdichte wird zumeist durch die kontinuierliche Verringerung der Bauteilgröße erreicht. Mechanische Bauteile mit komplexen Substrukturen im Mikrometerbereich werden häufig mittels Mikrozerspanung hergestellt. Obwohl die Mikrozerspanung ein in der Industrie etabliertes Verfahren darstellt und der Zerspanprozess mit numerischen Methoden umfangreich untersucht wurde, ist der Mikrozerspanvorgang immer noch nicht vollständig erforscht oder verstanden. Unter Verwendung eines problemspezifischen Werkstoffmodells werden mit Abaqus/Explicit die kontinuumsmechanischen Ursachen für den Größeneffekt der spezifischen Schnittkraft bei der Mikrozerspanung analysiert. Darüber hinaus wird untersucht, welche Auswirkungen hohe Reibbeiwerte und verrundete Kontaktgeometrien auf die auftretenden Verschiebungsfelder haben. Hierbei wird zusätzlich eine externe Neuvernetzung erforderlich. In deren Implementierung wird zur Übertragung der Feldgrößen eine neu entwickelte Methode verwendet, die sich durch eine besonders gering ausgeprägte numerische Diffusion auszeichnet. Die numerischen Ergebnisse zeigen, dass der Größeneffekt mit der Scherebenenlänge und der darin anliegenden mittleren von-Mises-Spannung skaliert. Der qualitative Zusammenhang wird darüber hinaus analytisch formuliert und anschließend mittels Vergleich quantitativ bestätigt. Ferner wird aufgezeigt, dass der Einfluss von hoher Reibung und verrundeten Schneidengeometrien auf die berechneten Verschiebungsfelder und die von diesen abgeleitete Größen signifikant ist. Aus diesem Grund hat auch die Beschreibung der Reibung mit großer Sorgfalt zu erfolgen. Es werden sowohl die Aufbauschneidenbildung als auch die experimentell nachgewiesene Miktrostrukturänderung spanend bearbeiteter Randschichten analysiert. Anhand des berechneten zeitlichen Verlaufs der plastischen Dehnungen, der von-Mises-Spannung und der Temperaturen ist es möglich, die auftretenden Mechanismen der Aufbauschneidenbildung oder der Mikrostrukturänderung kontinuumsmechanisch und werkstoffwissenschaftlich zu begründen. ····· 10361107703
für 49.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Diese Dissertation stellt einen Beitrag zum Aufbau von Produktionssystem-Kompetenz bei Mitarbeitern in der Stahlindustrie dar. Auf Grund der überwiegend langzyklischen Wiederholung der Prozesse wird das experimentelle Lernen in der Arbeitsumgebung dort nicht begünstigt. Die vorliegende Arbeit stellt eine alternative Schulungsmethodik vor. Sie beschreibt eine didaktisch stimmige Planspielmethode, welche wissenschaftlich begründet den Systemcharakter der schlanken Produktion umfassend an einem authentischen Modell der stahlerzeugenden Produktion abbildet und sowohl die Vorgehensweise der Prozessverbesserung als auch den sinnvollen Einsatz von Lean Tools unter Betonung der Verantwortungsübernahme eines jeden Mitarbeiters im Produktionssystemansatz deutlich macht. Die Planspielmethode ist dadurch entkoppelt vom tatsächlichen Produktionsprozess einsetzbar und kann für Schulungsveranstaltungen genutzt werden. ····· 10361107702
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Entscheidend für die Investition in eine neue Maschine sind nicht mehr nur der Kaufpreis, sondern auch die Folgekosten, die im Laufe der Zeit zu tragen sind. Verursacht eine teure Maschine höhere Energiekosten Wann muss ich mit den ersten Reparaturen rechnen Wie kann mir die Instandhaltung helfen, meine Maschinen besser zu nutzen Kann mit intelligenten Komponenten Inbetriebnahme, Betrieb und Instandhaltung optimiert werden Um diese und andere Fragen beantworten zu können, befasst sich das wbk Institut für Produktionstechnik schon seit 2003 im Rahmen des Forschungsschwerpunkts Life Cycle Performance (LCP) mit dieser Thematik. Eines der Hauptziele des Instituts ist es, neue Lösungen für die optimale Beschaffung und den wirtschaftlichen Betrieb von Produktionsmitteln zu entwickeln. Auf der wbk-Herbsttagung zum Thema `Life Cycle Performance produktionstechnischer Maschinen und Anlagen` geben Ihnen hochkarätige Referenten aus der Industrie und dem wbk Einblick in den aktuellen Stand der Forschung und stellen Ihnen eigene Projekte und Ergebnisse vor. Durch diese Verbindung von Beiträgen aus Wissenschaft und Praxis soll der Themenkreis der Life Cycle Performance aus unterschiedlichen Perspektiven betrachtet werden. Damit möchte das Institut Diskussionen anstoßen und fortführen, einen Austausch zwischen Entscheidern aus Industrie und Wissenschaftlern anzuregen sowie Forschungsthemen der Zukunft identifizieren. ····· 10361107695
für 49.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Das Engen mittels Drücken kann zur Konturierung von Rohren zur Erreichung hoher Umformgrade verwendet werden. In dieser Arbeit wurde auf die Verwendung eines konturgebenden Dorns explizit verzichtet, sodass hier ein Höchstmaß an Flexibilität erreicht wird. Die Herausforderung bei dieser Verfahrensvariante liegt damit allerdings in der gezielten Einstellung einer gewünschten Werkstückqualität, die konventionell maßgeblich durch den Dorn vorbestimmt wird. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt daher in der Identifikation von Ursache-Wirkungs-Prinzipien, um den Werkstofffluss und die damit verbundene resultierenden Werkstückqualität zielgerichtet beeinflussen zu können. Dazu werden Prozess- und Bauteileigenschaften experimentell und numerisch untersucht. Als Ergebnis der Analysen werden die Effekte der Werkzeug- und Prozessparameter, der Werkzeugbahn und unterschiedlicher Werkstoffe auf eine Vielzahl von Zielgrößen vorgestellt. Die Effekte auf die Zielgrößen Formänderung, Umformkraft, Versagen durch einen Umfangsriss, erforderliche Prozesszeit sowie die Welligkeit der Werkstückoberfläche werden anhand theoretischer Modelle hergeleitet und experimentell bestätigt. Die Zielgrößen Spannungsverteilung, Maßhaltigkeit bzw. unerwünschte Deformationen, Eigenspannungen, Faserverlauf, Umformtemperatur und die Verfestigung im Werkstück werden auf phänomenologischem Wege erklärt. Anhand einer durchgängigen Verwendung dimensionsloser Größen wird die Übertragbarkeit der Ergebnisse berücksichtigt. Die Zusammenstellung der Ergebnisse erlaubt erstmals einen umfassenden Überblick über den Einfluss einzelner Prozessgrößen auf eine Vielzahl von Zielgrößen bei diesem Umformverfahren. Die Ergebnisse bieten somit eine Grundlage zur Auslegung und Optimierung des Prozesses. Dies wird abschließend anhand von drei spezifischen Fallstudien aufgezeigt. ····· 10361107693
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Eine geschwindigkeitsproportionale Handauftragseinheit mit Ortsbestimmung steigert die Qualität der gefügten Produkte, ermöglicht eine Reproduzierbarkeit der Applikation und reduziert die Kosten durch Vermeidung von Applikationsfehlern. Weitere Vorteile in der Produktion ergeben sich durch die Sicherstellung eines werker- und mediumunabhängigen Prozesses, der zudem eine deutliche Geschwindigkeitssteigerung zulässt. Ein Zusatzfeature ist die Möglichkeit der Dokumentation handgeführter Klebeprozesse inklusive Speicherung der 3D-Bahn. Es hat sich gezeigt, dass ein Inertialsystem alleine bestehend aus MEMS-Sensoren nicht in der Lage ist, die Aufgabe Orts- und Geschwindigkeitsbestimmung zu lösen. Möglich wird dies erst durch ein Sensorsystem, bestehend aus einem Inertialsystem und gerichteter Strahlung. Die Verwendung redundanter Informationen aus unterschiedlichen Sensoren führt zu einem langzeitstabilen Messverfahren. Die bei Inertialsystemen übliche Drift kann damit erkannt und korrigiert werden. Signalprozessoren verarbeiten die Informationen der Sensoren und berechnen in Echtzeit Position, Geschwindigkeit und den nötigen Durchfluss zur Erzeugung einer definierten Kleberaupe. Ein Dosiersystem bestehend aus einer Exzenterrotationsverdrängerpumpe appliziert mediumunabhängig hochgenau und volumetrisch Kleb- oder Dichtstoffe im geforderten Raupenquerschnitt. Diese Sensortechnologie ist übertragbar in weitere industrielle Fügeprozesse und auch in automatisierte Prozesse. Es besteht noch ein Forschungs- und Entwicklungbedarf, um das System kostengünstiger und auch leichter herstellen zu können. Eine sechsmonatige Industrieerprobung hat die Einsatzfähigkeit auch in industriellen Umgebungen gezeigt. Die Technologie des geregelten Handauftrags wurde am 27. Juli 2011 durch die Erteilung des Patentes geschützt. Das Ergebnis der Positionsbestimmung von Handschweißzangen mit langen Schweißarmen hat gezeigt, dass diese mit Fehlern von 35 mm und mehr zu ungenau ist. An dieser Stelle können zukünftige Forschungen anknüpfen. Ziele weiterer Forschung können die Verbesserung des Inertialsystems sein oder die Verwendung weiterer redundanter Sensorsysteme zur Verringerung des Messfehlers beim Gierwinkel. Der Einsatz der Orts- und Geschwindigkeitsregelung ist bei weiteren Schweißverfahren sinnvoll. Beim Metallschutzgasschweißen (MSG) wird der Schweißzusatzstoff (hier Schweißdraht) mit einem Motor mit veränderbarer Geschwindigkeit kontinuierlich nachgeführt. Eine geschwindigkeits- und positionsabhängige Regelung ist in der Lage, den Schweißdrahtvorschub und die Schweißparameter, z.B. Strom, in Abhängigkeit von der Führungsgeschwindigkeit des Schweißers zu regeln. Neben händisch geführten Fügeprozessen ist der Einsatz der Geschwindigkeitsbestimmung auch bei automatisierten Anwendungen sinnvoll. Sowohl die exakte Position als auch die exakte Geschwindigkeit sind bei automatisierten Prozessen mit Industrierobotern nur annähernd bekannt. Dies liegt an den begrenzten Beschleunigungsfähigkeiten und notwendigen Interpolationen der Industrieroboter. Eine Bahnkurve wird über hinreichend nahe gelegene Punkte angenähert. Die aus dem Industrieroboter ausgelesene Geschwindigkeit und Position ist teils mit deutlichen Fehlern behaftet. Eine zusätzliche Sensorik, wie sie während dieser Dissertation entwickelt worden ist, hilft, diese Fehler zu verringern. Bei der Applikation von Klebstoffen ist es nicht mehr nötig, den Roboter mit konstanten Geschwindigkeiten arbeiten zu lassen, um konstante Kleberaupen zu erzeugen. Geschwindigkeitsänderungen, bedingt durch Beschleunigungsgrenzen des Industrieroboters bei Bahnkurven, werden durch die Sensorik des geregelten Handauftrags erfasst und mit der dazugehörenden Dosiertechnik konstante Raupendicken generiert. ····· 10361107692
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Neue Konzepte der Automobilhersteller realisieren Leichtbaueffekte durch die Verwendung neuartiger Werkstoffe und Werkstoffkombinationen. Die Umsetzbarkeit und Effektivität derartiger Leichtbaukonzepte sind aber abhängig von der verwendeten Fügetechnologie, mit der Bauteile und Module zu vollständigen Strukturen und Fahrzeugen verbunden werden. Durch Realisierung belastungsoptimierter Mischbaustrukturen im Karosseriebau sowie dem hiermit verbundenen Einsatz des strukturellen Klebens gelingt es, die Eigenschaften des Fahrzeugs deutlich zu verbessern. Allerdings stehen der optimalen Nutzung des hohen Potenzials struktureller Klebverbindungen im automobilen Rohbau noch fertigungstechnische Fragestellungen gegenüber. In der industriellen klebtechnischen Fertigung können Toleranzen in der Ausbildung der Fügezone auftreten. Derartige konstruktions- und fertigungsbedingte Einflüsse können die mechanischen Eigenschaften der geklebten Verbindung signifikant beeinflussen. Kalkulierbare Eigenschaften von Klebverbindungen, vor allem unter zyklischer Belastung, sind für den Einsatz der Klebtechnik in der Serienproduktion von entscheidender Bedeutung. Die Kenntnis über das Ausmaß der Beeinflussung durch Fertigungsimperfektionen ist für den Konstrukteur und Fertigungsingenieur eine zentrale Voraussetzung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die grundlegenden Zusammenhänge zwischen konstruktiven und fertigungstechnischen Toleranzen und den resultierenden Verbindungseigenschaften unter quasistatisch-zügiger und zyklischer Belastung analysiert. Dabei wurde eine Vorgehensweise entwickelt, mit der es möglich ist, durch vergleichsweise einfache Grundversuche unter quasistatisch-zügiger Belastung die Auswirkungen von Fertigungsimperfektionen auf die Schwingfestigkeit geklebter Verbindungen abzuschätzen. Die Anwendbarkeit dieser Methode wurde an einer komplexen geklebten Struktur validiert. Abschließend wurden die Ergebnisse und Vorgehensweisen zusammengefasst und ein Hinweiskatalog zur Auslegung von Klebverbindungen in zyklisch belasteten Strukturen unter Berücksichtigung von Fertigungseinflüssen erstellt. Durch diesen Hinweiskatalog sollen Anwender der Klebtechnik in die Lage versetzt werden, ihre spezifischen konstruktions- und fertigungsbedingten Toleranzen im industriellen Produktionsprozess analysieren und deren Auswirkungen auf die Lebensdauer geklebter Verbindungen bewerten zu können. ····· 10361107678
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray In der vorliegenden Arbeit wurde das Reibungs- und Verschleißverhalten im tribologischen System Kolbenring/AlSi-Zylinderlauffläche eines Verbrennungsmotors experimentell erfasst und diskutiert. Dabei handelte es sich zum einen um außermotorische Reibungs- und Verschleißmessungen an einem Kolbenring/Zylinderlauffläche-Tribometer mit Hilfe der Radio-Nuklid-Technik. Zum anderen wurden zum ersten Mal die AlSi-Zylinderlaufflächen im Rahmen der befeuerten kurbelwinkelaufgelösten Reibkraftmessungen an einem 1-Zylindermotor nach dem Floating-Liner-Prinzip untersucht. Im Fokus der Untersuchungen standen Topographien der Zylinderlaufflächen aus AlSi17Cu4Mg. Dabei wurden die Zylinderlaufflächen mit mechanisch freigelegten Primärsiliziumkristallen mit den strukturgehonten Zylinderlaufflächen verglichen. Die RNT-Verschleißanalyse an AlSi-Zylinderlaufflächen offenbarte an der mechanisch freigelegten AlSi-Zylinderlauffläche nach 90 Stunden Tribometerbetrieb ein linear ansteigendes Verschleißverhalten mit einer großen Verschleißgeschwindigkeit von 0,75 nm/h. Die Verschleißergebnisse der strukturgehonten AlSi-Zylinderlaufflächen zeigten ein günstigeres Einlaufverhalten mit Verschleißgeschwindigkeit von 0,39 nm/h. Die Vorteile der strukturgehonten AlSi-Zylinderlauffläche konnten auch anhand von Reibkraftuntersuchungen im 1-Zylindermotor nachgewiesen werden. Das Kolbensystem basierend auf einer mechanisch freigelegten AlSi-Zylinderlauffläche wies nach einer Einlaufzeit von 22 Stunden eine Reibmitteldruckreduktion um ca. 19 % auf. In der gleichen Zeit reduzierte sich der Reibmitteldruck im Versuch mit der strukturgehonten AlSi-Zylinderlauffläche um ca. 25 %. Das relativ hohe Reibmitteldruckniveau beim Einsatz der Zylinderlauffläche mit freigelegtem Primärsilizium deutete trotz der Stabilisierung der Reibung nach der Einlaufprozedur auf einen nicht vollständig abgeschlossenen tribologischen Einlauf hin. Weitere Hinweise auf das noch nicht eingelaufene Kolbensystem lieferten Konfokalaufnahmen mit gut sichtbarem und bis zu 0,5 µm erhabenem Primärsilizium an der Oberfläche des Zwickelbereichs im oberen Totpunkt. Ferner zeigten die chemischen Tiefenprofile eine teilweise um 10 At.-% reduzierte Siliziumkonzentration der strukturgehonten Oberfläche und lieferten einen Hinweis für den reduzierten Scherwiderstand infolge des fehlenden Siliziums im umgeformten Oberflächenvolumen. Auch die stärkere plastische Deformation im oberflächennahen Bereich durch die Änderung der Anordnung und der Größe der Kupferausscheidungen an der strukturgehonten AlSi-Oberfläche konnte durch Focused Ion Beam-Analysen belegt werden. Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein Reibungs- und Verschleißmodell mit Berücksichtigung des Scherwiderstands im Kontakt Kolbenring/Zylinderlauffläche vorgestellt. Dieses erleichtert das Verständnis der tribologischen Vorgänge im Kolbensystem und erlaubt eine Ableitung von Maßnahmen zur Reibungs- und Verschleißreduktion an Aluminium-Zylinderlaufbahnen. ····· 10361107677
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Prozesssimulationen werden mittlerweile in vielen Bereichen angewendet, bisher jedoch überwiegend für einzelne singuläre Prozessstufen oder übersichtliche, kurze Prozessketten. Steigende Anforderungen an die Genauigkeiten der Halbzeuge bzw. Produkte machen es immer häufiger erforderlich, die gesamten Behandlungsschritte und deren Auswirkungen im Prozessablauf zu berücksichtigen. Aus diesem Grund wird heute vielfach die ganzheitliche Betrachtung der Prozesskette Komplettanlagen realisiert. In der vorliegenden Arbeit wurden diese Anforderungen berücksichtigt. Die gesamte Gießwalzanlage wurde in allen relevanten technischen Prozessen in der `Virtuellen Realität` betrachtet und bereits vorhandene Präsentationsmedien integriert. Somit ist der Anwender in der Lage die Modelle für seinen Anwendungsfall zusammenzustellen und darüber hinaus Zusatzinformationen beliebig einbinden. Durch diese sehr umfassende Betrachtung kann der Anwender detaillierte technische Aspekte sowohl der Maschine als auch der ablaufenden Prozesse wesentlich besser verstehen und verfolgen. Ein tiefergehendes Verständnis für den erweiterten Prozess wird jedoch erst durch Integration von Simulationen erreicht. Diese Einbindungen ermöglichen es Prozessparameter ,online` zu ändern und Auswirkungen auf den Prozess und letztendlich auf das Produkt zu erzielen. Hierfür wurde ein Gliederungskonzept entwickelt, welches die Bereiche Prozesskette, Prozesslevel und Prozessumfang umfasst. Diese drei Bereiche wurden zu dem Modellsystem der ganzheitlichen Betrachtung kombiniert, welches somit die Darstellung beliebiger Gesamtdarstellungen erlaubt. Je nach gefordertem Ergebnis sind die notwendigen Simulationstools in das Grundgerüst einzufügen. Beispielhaft wurde dieses Konzept für die CSP Gießwalzanlage realisiert. Die oberste Ebene stellt das Logistikmodell EnterpriseDynamics dar, welches die Prozesskette von der Gießmaschine bis zum Haspel abbildet. Auf den unteren Ebenen sind weitere Tools eingebunden. Diese Kombination erlaubt sowohl den kompletten Anlagenüberblick, als auch die detaillierte Prozessverfolgung. Für die Darstellung und Vermittlung solcher Zusammenhänge wird die Virtuelle Realität (VR) eingesetzt. Diese ist in der Lage einen Gesamtüberblick zu geben und zusätzlich die Prozesse mit nahezu beliebigen Datenformaten und großen Datenmengen darzustellen. Der für die Virtuelle Realität signifikante visuelle Stereoeffekt erlaubt eine realitätsnahe Betrachtung der Modelle. Hierdurch sind die teils komplexen Zusammenhänge anschaulich und verständlich auch Nichtfachleuten zu vermitteln. Durch die Kombination der Simulationstools und der Virtuellen Realität wurde ein Simulator kreiert, der in modularer Form aufgebaut ist. Dieser modulare Aufbau erlaubt weiterhin die Einbindung zusätzlicher Simulationstools. Neue oder weiterentwickelte Tools sind einfach gegen veraltete Tools austauschbar. Weitere Ausbaustufen und Aktualisierungen des Simulators sind damit durchführbar. Der realisierte und beschriebene Simulator für die CSP Gießwalzanlage wird in der Ausbildung von Studenten und Mitarbeitern, zum Training von Bedienern, zu Kundenpräsentationen sowie zu allgemeinen Schulungszwecken praktisch eingesetzt. ····· 10361107676
für 45.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray Die Ausbildung in produktionstechnisch orientierten Fachgebieten stellt besondere Anforderungen an den Unterricht. Die Integration von Unterrichtseinheiten, in denen Erfahrungswissen erarbeitet werden kann, hat darin einen sehr hohen Stellenwert. Dies erfordert die Integration von praktischen Arbeiten in die Ausbildung in möglichst realitätsnaher Umgebung. Dazu sind dazu häufig komplexe, teure Infrastruktur und qualifiziertes Personal zu dessen Betreuung erforderlich. Diese steht vielfach nur an ausgewählten Kompetenzzentren zur Verfügung und kann so nicht ohne weiteres von jedem Bildungsanbieter in Unterrichtseinheiten eingebunden werden. Unter Nutzung von Alternativen wie z.B. der Durchführung von Praktika an simulierten Geräten oder der Durchführung von Praktika mit Partnerinstitutionen, bei denen die Studierenden zu den Geräten gebracht werden, ergeben sich Defizite in didaktischer, technischer oder wirtschaftlicher Hinsicht. Besonders groß sind diese, wenn komplexe, moderne Geräte für die Durchführung von Praktika eingesetzt werden sollen. In der Arbeit wurde eine Methodik zur Entwicklung von Unterrichtseinheiten mit Fernpraktika unter Berücksichtigung technischer und didaktischer Aspekte entwickelt. Neben der Entwicklungsmethodik wird deren exemplarische Umsetzung am Beispiel der Koordinatenmesstechnik für den Einsatz an einer Hochschule beschrieben. Dabei wird auf die Konzeption, Detaillierung, Realisierung und Evaluierung eingegangen. Unter Verwendung einer neuen Kombination moderner Technologien, konnte ein geschlossenes, komplexes Gerät aus dem Bereich der optischen Koordinatenmesstechnik Studierenden für die Nutzung in Fernpraktika über das Internet zugänglich gemacht werden. Es werden die Erfahrungen mit der Entwicklungsmethodik sowie der Nutzung der Realisierung im Unterrichtsbetrieb einer Hochschule im Vergleich zu konventionellen Unterrichtsformen beschrieben. Dabei werden fachliche, methodisch-didaktische, kommunikative sowie wirtschaftliche Aspekte beleuchtet. Die Evaluationsergebnisse der praktischen Umsetzung sind vielversprechend. Sie zeigen, dass die neue Möglichkeit, komplexe Geräte über das Internet für Unterrichtszwecke zu nutzen, eine günstige Ergänzung für den Unterricht darstellt. Die beschriebene Methode und viele Erfahrungen aus deren Anwendung sind übertragbar auf andere Gebiete. Dies eröffnet die Möglichkeit, Unterricht in produktionstechnisch orientierten Fachgebieten mit neuen Möglichkeiten des Einsatzes von Fernpraktika zu bereichern. ····· 10361107674
für 48.80€ kaufen ···· Rheinberg-Buch.de - Bücher, eBooks, DVD & Blu-ray In der vorliegenden Dissertationsschrift werden die spezifischen Herausforderungen der Titanzerspanung aufgeführt und durch systematische Variation unterschiedlicher Einflussfaktoren die Einflussnahme auf die Leistungsgrenzen dieses Verfahrens überprüft. Aus den zu Tage tretenden Effekten werden Rückschlüsse für einen optimalen Schneidstoffeinsatz gezogen. Die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung führt auch bei Titanlegierungen zu einem Absinken der Schnittkräfte mit steigender Schnittgeschwindigkeit. Positive Effekte durch die geringere Belastung des Werkzeugs können bei der Zerspanung von Titanlegierungen jedoch nicht beobachtet werden. Die werkstoffbedingt auftretenden hohen Temperaturen in der Zerspanzone führen zu hohen thermischen Belastungen der Schneide und überlagern den HSC-Effekt. Ziel dieser Arbeit ist das Verständnis um die Wirkungsweise der hohen Temperaturen auf die Verschleißentstehung bei der Titanzerspanung und die Überprüfung der Möglichkeiten durch Vortemperierung des Schneidstoffes die Verschleißentstehung zu beeinflussen. Hierzu werden unter Verwendung eines erstellten FEM-Modells die Belastungen der Spanfläche des Schneidstoffes während der Titanzerspanung simuliert. Das erstellte Modell basiert auf der Kopplung von thermischen und mechanischen Lasten. Die Ergebnisse der FEM-Simulation zeigen sowohl die Effekte auf den Temperaturtransport, als auch auf die sich ergebenden Spannungen und Dehnungen im Schneidstoff im zeitlichen Verlauf. In den Berechnungen folgenden Versuchsdurchführungen werden die festgestellten Effekte bei der Bearbeitung zweier unterschiedlicher Titanlegierungen, Ti-6Al-4V und Ti6242, überprüft. Der Vergleich der Ergebnisse aus den durchgeführten Versuchen zeigt für die sich einstellenden Temperaturen Übereinstimmung mit der FEM-Simulation und weist auf Zusammenhänge zwischen maximaler Dehnung im Schneidstoff und Vortemperierung hin. Durch ausschließende Untersuchung und analoge Betrachtung in Grundlagenversuchen zur Reibung unter Temperatureinfluss wird dargestellt, wie sich die Vortemperierung auf die Reibsituation des Spans auf der Spanfläche auswirkt. Eine auf Basis dieser Erkenntnis mit Hilfe der FEM-Simulation durchgeführte Sensitivitätsanalyse zeigt im Hinblick auf die Dehnung in Hauptachsenrichtung, dass diese sehr stark abhängig ist vom Reibkoeffizienten und sich so ein Optimum bei einem spezifischen Verhältnis von Normalkraft auf der Spanfläche zu Reibkraft auf der Spanfläche ergibt. Da die Dehnung als Rissinitiierungskriterium herangezogen werden kann, ergibt sich hiermit ein direkter Einfluss auf die Verschleißentstehung bei der Titanzerspanung. Neben fundierten Empfehlungen an die Anwender in der Titanzerspanung hinsichtlich optimaler Einstell- und Einsatzparameter wurde somit ein Beitrag zum Verständnis der Verschleißentstehung bei der Titanzerspanung und damit zur Erhöhung der Standzeit geliefert. Zusätzlich werden die erarbeiteten Erkenntnisse als dezidierte Empfehlungen zur Einstellung der Schneidstoffsubstrate an die Hersteller der Schneidstoffe weitergegeben, um die spezifischen Anforderungen der Titanzerspanung erfüllen zu können. Bestehendes Rationalisierungspotential kann nun durch Steigerung der Schnittgeschwindigkeit genutzt und damit die Produktivität gesteigert werden. Der noch bestehende Forschungsbedarf zur Klärung der Besonderheiten bei der Reibung von Titan mit Hartmetall wird aufgezeigt und zur Untersuchung in Materialwissenschaftlichen Untersuchungen empfohlen. ····· 10361107671· 1 · ::::: · 30 ·· 31 ·· 32 ·· 33 ·· 34 ·· 35 ·· 36 · ::::: · 83 ·
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