Header

Shop : Details

Shop
Details
48,80 €
ISBN 978-3-8440-6041-6
Paperback
196 Seiten
124 Abbildungen
267 g
21 x 14,8 cm
Deutsch
Dissertation
Juli 2018
Dennis Schurr
Dynamische vollelastische Simulation von Planetengetrieben auf Basis von EMKS und nodalem Kontakt
Die Entwicklung, Analyse und Optimierung von Zahnradsystemen wird immer häufiger durch Simulation unterstützt. Dies ist auch wichtig, da durch zunehmenden Leichtbau und erhöhte Leistungsdichte technische Systeme vermehrt an Grenzen stoßen. Ein Planetengetriebe ermöglicht dabei eine größere Leistungsdichte als herkömmliche Getriebe, da durch die Leistungsverzweigung auf die einzelnen Planeten geringere Kontaktkräfte wirken und diese dadurch kleiner ausgelegt werden können. Die zuverlässige Berechnung von Kontaktkräften und dem Bewegungsverhalten der Zahnräder innerhalb eines Planetengetriebes ist die Grundvoraussetzung für die numerische Analyse, welche meist mit einem tiefergehenden Systemverständnis einhergeht. Hierfür eignen sich besonders Elastische Mehrkörpersysteme. Sie erlauben große, nichtlinear beschriebene Starrkörperbewegungen und kleine, linear beschriebene Verformungen. Beides kommt bei Zahnradsimulationen vor. Während bei der Drehung um die Drehachse große Winkelstrecken verstreichen, sind die elastischen Deformationen, welche durch angreifende Kontaktkräfte hervorgerufen werden, meist klein, aber nicht vernachlässigbar. Diese Verformungen können jedoch in starren Mehrkörpersystemen nicht nachgebildet werden. Die Methode der Finiten Elemente ist eine weit verbreitete und anerkannte Methode, mit der es jedoch im Allgemeinen numerisch äußerst aufwändig ist, transiente Simulationen mit vollständigen Planetengetrieben durchzuführen. In dieser Arbeit werden vollständige Planetengetriebe basierend auf Elastischen Mehrkörpersystemen mit knotenbasiertem Kontakt simuliert und untersucht. Dabei werden effiziente Methoden vorgestellt, wie der Aufwand bei der Kontaktkraftberechnung minimiert werden kann. Dies ist auch notwendig, da bei Systemen dieser Größenordnung und diesem Detaillierungsgrad selbst mit Elastischen Mehrkörpersystemen ein nicht unerheblicher numerischer Aufwand anfallen kann. Der numerische Aufwand kann, im Vergleich zu einem FE-Modell, hauptsächlich durch Modellordnungsreduktion erzielt werden. Dabei wird eine Projektionsmatrix zur Verringerung der Freiheitsgrade verwendet. Die Untersuchung von geeigneten Reduktionsmethoden zur möglichst effizienten Berechnung hat dabei das Ziel, die Kontaktdynamik und die innere Dynamik gut abbilden zu können. Die Berechnung der korrekten Kontaktkraft ist dabei für die sich einstellende Dynamik entscheidend. In dieser Arbeit wird das Penalty-Verfahren zur Kontaktberechnung verwendet, da es im Allgemeinen weniger aufwändig ist als das Lagrange-Multiplikator-Verfahren. Deshalb ergibt sich eine starke Abhängigkeit vom Penalty-Parameter. Für diesen wird eine Annäherung eingeführt, welche im Vergleich mit FE-Modellen eine qualitativ ähnlich gute Berechnung des Kontaktes erlaubt. Da jedoch ein Vergleich mit der Realität fehlt, wird ein Stoßexperiment durchgeführt, um das vorliegende EMKS mit knotenbasierter Kontaktkraftberechnung zu untersuchen. Der Fokus liegt hierbei auf Innenverzahnungen, da Hohlräder im Allgemeinen sehr viel elastischer sind als kleine, kompakte Stirnräder.

Anhand von dynamischen Simulationen von vollständigen Planetengetrieben wird die Einsetzbarkeit der hier vorgestellten effizienten Algorithmen demonstriert. Dabei werden neben einem akademischen Planetengetriebe auch zwei praxisrelevante Industriegetriebe untersucht. Eine Untersuchung der Auswirkungen eines Einbaufehlers und Vergleiche mit einem starren und einem teilelastischen Modell runden diese Arbeit ab. Damit stehen validierte Algorithmen im Rahmen von Elastischen Mehrkörpersystemen bereit, welche die Analyse und Optimierung von Planetengetrieben erlaubt.
Schlagwörter: EMKS; Planetengetriebe; Zahnrad; Zahnräder; Zahnradkontakt; Kontaktkraft; Kontakt; Modellordnungsreduktion; MOR; Stoßuntersuchung
Schriften aus dem Institut für Technische und Numerische Mechanik der Universität Stuttgart
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Peter Eberhard, Stuttgart
Band 2018,55
Verfügbare Online-Dokumente zu diesem Titel
Sie benötigen den Adobe Reader, um diese Dateien ansehen zu können. Hier erhalten Sie eine kleine Hilfe und Informationen, zum Download der PDF-Dateien.
Bitte beachten Sie, dass die Online-Dokumente nicht ausdruckbar und nicht editierbar sind.
Bitte beachten Sie auch weitere Informationen unter: Hilfe und Informationen.
 
 DokumentGesamtdokument 
 DateiartPDF 
 Kosten36,60 € 
 AktionZahlungspflichtig kaufen und anzeigen der Datei 
 AktionZahlungspflichtig kaufen und download der Datei 
     
 
 DokumentInhaltsverzeichnis 
 DateiartPDF 
 Kostenfrei 
 AktionAnzeigen der Datei 
 AktionDownload der Datei 
     
Benutzereinstellungen für registrierte Online-Kunden (Online-Dokumente)
Sie können hier Ihre Adressdaten ändern sowie bereits georderte Dokumente erneut aufrufen.
Benutzer
Nicht angemeldet
Export bibliographischer Daten
Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
  +49 2421 99011 9
Mo. - Do. 8:00 Uhr bis 16:00 Uhr
Fr. 8:00 Uhr bis 15:00 Uhr
Kontaktieren Sie uns. Wir helfen Ihnen gerne weiter.
Social Media