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  • A 207: AVIF Forschung
    das er nicht mehr in einem Stück sondern in einzelnen kleinen Funktionsbaugruppen Module unterteilt ist Die Module umfassen den Grundrahmen das Frontend Stirnwand die Längswände und die Kufenmodule Diese Module sind aufeinander abgestimmt besitzen fest definierte geometrische Eigenschaften und Schnittstellen zueinander und sind durch Schrauben lösbar miteinander verbunden Durch die Kombination dieser Module können unterschiedliche GLT Konstruktionen verwirklicht werden Mit dem Einsatz des Modulbaukastens besteht die einmalige Chance die große Variantenvielfalt im GLT Bereich durch Schaffung von zumindest branchenweiten Standards nachdrücklich zu reduzieren Der modulare Aufbau des GLT Systems bietet vielerlei Vorteile Im Reparaturfall können die beschädigten Module durch einfaches Tauschen schnell ersetzt werden Bei heutigen GLT Systemen wurde der Reparaturfall im Rahmen der Konstruktion oftmals nicht berücksichtigt aufwändige Schweiß und Richtverfahren sind die Folge Die Generierung standardisierter Baugruppen und Module ermöglicht den Einsatz für unterschiedliche GLT Typen d h für neue GLT Varianten kann auf bestehende Module zugegriffen werden Durch den Einsatz gleicher Komponenten für unterschiedliche GLT Varianten steigen deren Stückzahlen was positive Auswirkungen auf die Herstellkosten und verfahren sowie die Lagerhaltung von Ersatzteilen hat Durch Integration der standardisierten GLT in einem Poolsystem können die neuen Behälter branchenweit eingesetzt und besser ausgelastet werden Die Gesamtbestände können deutlich reduziert und Kosten gespart werden Durch die erstmalige Einbeziehung moderner Ingenieurwissenschaftlicher Methoden wie z B der Berechnung der Verformungen und Spannungen mit Hilfe der Finite Elemente Methode FEM und der anschließenden Verifikation dieser Ergebnisse durch reale Versuche konnten die Profile optimal ausgelegt wodurch der GLT ein für die gewünschten Anforderungen minimales Gewicht aufweist Zu diesem Zweck wurden als Berechnungsgrundlage an bestehenden GLT die mit unterschiedlichen Messsystemen ausgestattet wurden umfangreiche Versuche durchgeführt Die so genannten technologischen Versuche die das ordnungsgemäße Handhaben des Behälters abbilden wurden um Versuchsreihen erweitert um ein möglichst vollständiges Belastungsbild zu erhalten Somit stehen erstmalig realistische Daten zur Dimensionierung eines

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  • A 227: AVIF Forschung
    sich als die am besten geeignete Methode der Problematik der Rückfederung beim Walzprofilieren zu begegnen Das Überbiegen wird von dem entwickelten Kalibriergerüst übernommen welches mit Hilfe der Methoden der systemati schen Produktentwicklung entworfen wurde Die entwickelte Walzprofilierstrecke besteht zunächst aus Profiliermodulen die entsprechend dem Stand der Technik in konventioneller Weise sequentiell angeordnet werden Nach dem Auslauf aus der Profilierstrecke läuft der Profilstrang in die Messstrecke ein Dort federt das Material frei zurück und wird dann in Echtzeit optisch vermessen Als geeignet haben sich Sen soren die auf dem Laserlichtschnittverfahren basieren erwiesen Die Sensoren bestehen aus einem Halbleiterlaser mit Linienoptik und einer CCD Kamera Die Laser projiziert jeweils eine Linie auf den Profilsteg und die Profilschenkel welche wiederum von der Kamera erfasst werden Mit Hilfe von digitaler Bildverarbeitung werden dann Geradengleichungen bestimmt mit denen sich die Lagen von Steg und Schenkel nun mathematisch beschreiben Aus der Bestimmung der Schnittwinkel der beiden Geraden ergibt sich unabhängig von einer möglichen Strangverdrehung der eingeschlossene Winkel zwischen Steg und Schenkel Die gemessenen Winkel werden im nächsten Schritt mit dem Sollwert verglichen Die Differenz zwischen Soll und Istwert die Regelabweichung setzt der Regler in ein Signal um welches an ein aktives Gerüst geleitet wird Mit dem definiert verstellbaren und ansteuerbaren Gerüst Kalibriergerüst werden die auftretenden Abweichungen zwischen dem Sollwinkel und dem gemessenen Winkel verringert Das für diese Aufgabe entwickelte Werkzeugkonzept besteht aus zwei Seitenrollen einer Unterrolle und zwei Innenrollen Die Seitenachsen welche die Seitenrollen tragen werden angular um eine Kreisbahn zugestellt Die Bewegung der Seitenrollen erfolgt in dem realisierten Gerüst mit Hilfe einer Lineareinheit Diese besteht aus einem Lineartisch mit Kugelgewindetrieb und einer Koppelstange die gemeinsam wie ein invertierter Schubkurbeltrieb wirken Für die Regelung der Seitenrollenpositionen kamen unterschiedliche Strategien in Frage Als gut geeignet hat sich eine auf dem Smith Predictor basierender Regler erwiesen Im Rahmen

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  • A 234: AVIF Forschung
    durch die Teilung anfallenden Schweißnähte verringert Die ferti gungstechnischen Vorteile kommen insbesondere bei Doppelhüllen Konstruktionen in Längsspanten Bauweise zur Geltung bei denen ein großes Verhältnis von Anzahl der Längsspanten zu Längsträgern vorliegt Die fertigungstechnische Erprobung des Konzepts der GBW erfolgte für einen Referenztanker der Lindenau Safety Class 2010 der im Projekt als Industriepartner kooperierenden Lindenau GmbH Schiffswerft und Maschinenfabrik Kiel Mit dem Bau einer prototypischen Doppelbodensektion in GBW und in konventioneller Bauweise gelang durch Zeitmessungen der Arbeitsoperationen und abläufe die Verifikation der theoretisch abgeschätzten fertigungstechnischen Aufwendungen für die GBW und der Nachweis ihrer fertigungstechnischen Vorteile gegenüber konventionellen Bauweisen Die in diesem fertigungstechnischen Großversuch hergestellte Doppelbodensektion in GBW wurde auf Initiative des Industriepartners unmittelbar in einem seiner Neubauobjekte eingesetzt Die Baugenehmigung seitens des Germanischen Lloyd konnte auf Grundlage der vorgenommenen strukturmechanischen Analysen kurzfristig erlangt werden Die Untersuchungen zu sicherheitstechnisch weiterentwickelten Aussteifungssystemen von Tankschiffen zielten darauf ab durch konstruktive Modifikationen konventioneller Aussteifungen der Außenschale der Doppelhülle alternative konstruktive Lösungen zu finden die einerseits den Widerstand des Seitenverbandes eines Schiffskörpers gegen Seitenkollision und Eispressung signifikant anheben und andererseits sich fertigungstechnisch kompatibel in das Montageprinzip der GBW einbinden lassen Das Hauptmerkmal der entwickelten alternativen Aussteifungsstrukturen von Doppelhüllen so genannte Plattenverstärkte Profilstreifen PVPS liegt in einer Verstärkung konventioneller sekundärer Aussteifungen in Form von Quer bzw Längsspanten durch Abdeckungen mit ebenen oder alternativ mit zylindrisch gekrümmten Beplattungen Sie wurden konzipiert unter Beachtung der Forderungen nach einem geringen Eingriff in die konstruktive Grundstruktur einer konventionellen Doppelhülle bei gleichzeitiger Gewährleistung von Inspektionen und Wartung der Aussteifungsstruktur Aus strukturmechanischer Sicht beruht die konstruktive Gestaltung der PVPS auf dem Prinzip durch eine gezielt initiierte Formänderungs Kinematik der Aussteifungsstruktur in Wechselwirkung mit der kollisionsspezifischen Materialumformung eine signifikante Steigerung des elastoplastischen Energieaufnahmevermögens der Doppelhülle zu erreichen mit dem Ziel einer forcierten Dissipation der kinematischen Energie des Kollisionsgegners Strukturmechanische Parameterstudien für unterschiedliche Kollisionsszenarien

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  • A 237: AVIF Forschung
    geprüften Proben wurde fraktographisch untersucht um die Versagensmechanismen zu bestimmen Die Linien und Spline Schweißnähte aus dem Werkstoff DC04 wiesen keine wesentlichen Unterschiede in ihrem Tragverhalten auf weshalb beim höherfesten Mehrphasenstahl TRIP700 eine C förmige Schweißnaht Klammer als Variation untersucht wurde Die in den Verbindungsversuchen ermittelten Maximalkräfte und Verformungswege der Linienschweißnaht in TRIP700 zeigten starke versagensbedingte Streuungen insbesondere bei den quasistatischen Versuchen unter Normalbelastung KS 2 90 Die fraktographische Untersuchungen der Bruchflächen zeigten neben duktilen Bruchanteilen auch Spaltbruchanteile mit transkristallinem Verlauf Die Sprödbruchempfindlichkeit des TRIP700 Schweißguts das maximale Härtewerte von über 500 HV0 1 aufwies und mögliche Schweißfehler erklären die Streuung der Versuchsergebnisse Die entwickelte Ersatzmodellierung beruht auf Volumenelementen und einem Cohesive Materialmodell dessen Schädigungsparameter die maximalen Normal und Scherspannungen und die zugehörigen Bruchenergien durch Simulation des Kopfzug und Scherzugversuchs bestimmt wurden Die Exponenten im Schädigungsmodell wurden durch Simulation der Versuche unter kombinierter Belastung KS 2 30 und KS 2 60 bestimmt Für die Berücksichtigung des Dehnrateneffekts wurden die dynamischen Kopfzug und Scherzugversuche simuliert und Skalierungsfaktoren für die Schädigungsparameter bestimmt Dabei wurden als Referenzdehnraten die nominellen Dehnraten aus den quasistatischen und dynamischen Versuchen verwen det Dies entspricht der empfohlenen Vorgehensweise zur Kalibrierung von Ersatzmodellen für Laserstrahl Schweißverbindungen Zur Validierung der entwickelten Ersatzmodellierung und ihrer Übertragbarkeit auf komplexere Belastungen wurden Versuche an bauteilähnlichen T Stoßproben durchgeführt Diese wurden unter quasistatischer und dynamischer Quer und Längsbelastung geprüft Dabei wurden Kraft Wegkurven und Videoaufnahmen zur Dokumentation des Deformations und Versagensverhaltens aufgezeichnet Die T Stoßversuche wurden mit den aufgestellten und kalibrierten Ersatzmodellen für die Linien und Klammerschweißnähte simuliert Bei der Simulation der Versuche mit T Stoßproben aus DC04 mit Linienschweißnähten wurden die Kraft Wegverläufe unter Längsbelastung gut wiedergegeben Die Simulationen der Versuche unter Querbelastung konnten die beobachtete Abhängigkeit des Nahtversagens von der Verwendung eines Einlegers beschreiben und die gemessenen Tragfähigkeiten mit geringen Unterschätzungen berechnen

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  • A 250: AVIF Forschung
    Grundblech ebenso erreicht wie eine Steigerung der Verhältnisse Festigkeit Dicke des Grundbleches Die Erweiterung der Prozessgrenzen durch hydromechanische Umformung konnte erzielt und durch größere fehlerfrei erreichbare Bauteilziehtiefen und im Rahmen von Formänderungsanalysen belegt werden In diesem Projekt wurde das hydromechanische Tiefziehen in Kombination mit der Klebtechnik unter Verwendung reaktiver Schmelzklebstoffe Hotmelts eingesetzt um eine Verbesserung der Leichtbaueigenschaften und Prozesssicherheit bei der Herstellung lokal verstärkter Bauteile zu erzielen Das Verfahren des hydromechanischen Tiefziehens zeichnet sich dadurch aus dass eine der benötigten Werkzeugkomponenten aus Werkzeugstahl durch ein unter Druck gesetztes Wirkmedium ersetzt wird Im hier vorliegenden Fall wurde anstelle einer Matrize also dem Gegenstück zum Ziehstempel ein mit Wirkmedium gefüllter Wasserkasten verwendet Als Wirkmedium kam Hydrauliköl zum Einsatz Aufgrund der Verwendung des Wirkmediums kommt es zu einer allseitigen Drucküberlagerung des Bauteils während des Umformprozesses was sich positiv auf die eingeleiteten Spannungen und die Reibverhältnisse und damit auf die erreichbaren Prozessgrenzen auswirken kann Um die erforderlichen Umformversuche für das hydromechanische Tiefziehen durchführen zu können musste ein vorhandenes Werkzeugsystem basierend auf den vorliegenden Anforderungen in Teilen modifiziert und in Teilen neu aufgebaut werden Insbesondere der Ziehstempel erforderte einen kompletten Neuaufbau um die geplante Bauteilgeometrie abbilden zu können vor allem aber aufgrund der geforderten Möglichkeit zur Verarbeitung unterschiedlicher Verstärkungsblechdicken In diesem Zuge wurde ein Konzept des modularen Stempelaufbaus entwickelt und umgesetzt Mit Hilfe der Umformsimulation wurde die Stempelgeometrie unter Beachtung der Prozessparameter beim hydromechanischen Tiefziehen optimiert Die Blechzuschnitte als Grund und Verstärkungsbleche werden in einem ersten Schritt nur fixiergeklebt und dann in einem einzigen Werkzeug zusammen umgeformt Sie können sich dabei relativ zueinander verschieben Erst nach der gemeinsamen Umformung zu einem lokal verstärkten Bauteil in diesem Fall einer stilisierten Federbeindomgeometrie mit lokaler Verstärkung in der Kuppe findet die finale Fügeoperation in Form einer temperaturaktivierten Nachvernetzung des Klebstoffs statt Dies kann prozesseffizient im Rahmen der kathodischen

    Original URL path: http://www.avif-forschung.de/index.php?id=103&tx_ttnews%5Btt_news%5D=161&cHash=01aea394ba4c7206f8177b59ec259280 (2016-02-11)
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  • A 265: AVIF Forschung
    zur Berechnung der Tragfähigkeit unter Berücksichtigung von Schwankungen lagen bei Projektbeginn bisher nicht vor Um dies zu adressieren wurde in diesem Forschungsprojekt eine Methodik zur Vorhersage der Tragfähigkeit von gleichartigen Punktschweißverbindungen entwickelt Die innovative Methodik besteht aus einer Kombination von physikalischen Modellen und effizienten hierarchischen Metamodellen basierend auf einer geeigneten kleinen Menge von Experimentaldaten und oder Simulationsdaten aus Finite Element Berechnungen mit Detailmodellen und zonenspezifischen Material und Schädigungsmodellen Zum einen werden damit bekannte physikalische Zusammenhänge genutzt und zum anderen neue ergänzende Abhängigkeiten durch das numerische Modell erkannt Diese können zu einer schrittweisen Verbesserung der physikalischen Modelle und zum Verständnis der Abhängigkeiten genutzt werden Erste Anwendungen für verschiedene Stahlklassen und Belastungsarten für gleichartige Punktschweißverbindungen zeigen sehr gute Ergebnisse Die entwickelte Methodik kann die resultierende Tragfähigkeit für gleichartige Verbindungen mit einer Genauigkeit im Bereich der Eingangsstreuung vorhersagen Zusätzlich wurde ein Workflow entwickelt der die verschiedenen Analyseschritte automatisch durchführt Damit wird die Anwendung vereinfacht und die Anbindung an Crash Codes mit einem geeigneten FE Ersatzmodell für die Schweißpunkte ermöglicht Zusammenfassung Als Ergebnis dieses Projektes können nun Streuungen von Eigenschaften von Punktschweißverbindungen in der Crashsimulation für gleichartige Verbindungen berücksichtigt werden Insbesondere ermöglicht die Vorhersage der Tragfähigkeit mittels der entwickelten Methodik eine systematische Untersuchung aller gleichartigen Punktschweißverbindungen im Gesamtfahrzeug sobald eine geeignete Datenbasis vorhanden ist Zur Unterstützung der Erzeugung der Datenbasis zeigt der entwickelte Workflow direkt die Bereiche auf die noch zu dünn besetzt sind Diese können dann durch weitere experimentelle Versuche oder wie hier im Projekt durchgeführt durch FE Simulationen mit Detailmodellen ergänzt werden Da in einem Gesamtfahrzeug hunderte Verbindungen und tausende Schweißpunkte vorkommen ist die Modellierung von Schweißpunktverbindungen in Crashsimulationen nur über FE Ersatzmodelle realisierbar Für das Ersatzmodell Constrained SPR wurde hier eine automatisierte Parameterbestimmung und Modellbedatung realisiert Diese beruht entweder auf den Tragfähigkeitsprognosen des Metamodells oder des empirischen ingenieursmäßigen Zusammenhangs und benötigt

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  • A 133: AVIF Forschung
    Produkt den Hüllkörper doch verläßt erfolgt eine Störmeldung die für beliebige Maßnahmen z B den sofortigen Stillstand der Anlage verwendet werden kann Anhand eines mit der projektbetreuenden Arbeitsgruppe festgelegten Detailpflichtenheftes wurde das aus dem Projekt A 103 vorhandene Bildverarbeitungssystem weiterentwickelt und durch neue Soft und Hardwarekomponenten an die Aufgabenstellung angepaßt Aufbauend auf vorbereitenden Laboruntersuchungen kam das optische Überwachungssystem in zwei Schmiedebetrieben an bestehenden automatischen Mehrstufenpressen zum Einsatz Die Kommunikation des für sich autarken Überwachungssystems und der Mehrstufenpresse erfolgt über die bestehende Maschinensteuerung Der Produktionseinsatz des optischen Überwachungssystems hat deutlich gemacht daß sich das Konzept für die Überwachung automatischer Schmiedeanlagen bewährt Folgende Hauptkriterien werden von dem optischen Überwachungssystem erfüllt Reaktionszeit Das optische Überwachungssystem erreicht bei gleichzeitigem Einsatz von 4 Kameras eine Reaktionszeit Zeit vom Startsignal der SPS bis zum Antwortsignal des Überwachungssystems von 50 90 ms die erreichte Reaktionszeit liegt damit deutlich unter der Vorgabezeit von max 200 ms Von einer einzelnen Kamera werden Reaktionszeiten ³ 40 ms erzielt Genauigkeit Die Messung der Lageposition eines jeden im Umformraum befindlichen Produktes Zwischenproduktes erfolgt mit einer Genauigkeit von ca 0 5 Pixel was in Abhängigkeit von der Größe des zu kontrollierenden Objektes einer erreichbaren absoluten Genauigkeit von ca 0 5 mm entspricht Temperatur und Umgebungseinfluß Die Temperatur beim Gesenkschmieden von Stahl liegt bei ca 1300oC Intensive Schmierung und Kühlung führten bei automatischen Schmiedeanlagen zu schwierigen Umfeldbedingungen in Form von Wasserdampf und Sprühnebel Die hierdurch bedingte Sichtbeeinträchtigung der Überwachungskameras wurde durch angepaßte Kameraeinstellungen und Filter sowie bei extremer Belastung durch Wasserdampf und Sprühnebel durch Einsatz von Gebläsen und oder Luftdüsen gelöst Einlernen und Kalibrieren Für das Einlernen und Kalibrieren neuer Produkte stehen Softwaremodule zur Verfügung die alternativ auf Basis von statistischen Methoden oder definierten Gut Schlecht Lagen arbeiten Stammdatenverwaltung Für jedes neu eingelernte Produkt erfolgt die Verwaltung der zur Lageüberwachung erforderlichen Stammdaten Hier werden

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  • A 142: AVIF Forschung
    Axialvorschub ausgebaut Die numerischen Untersuchungen mit Hilfe eines axialsymmetrischen Berechnungsmodells zeigten hierfür im Vergleich zum konventionellen einseitigen Vorschub eine deutliche Reduzierung sowohl der lokalen maximalen Umformgrade des Kraftbedarfs in axialer und radialer Richtung als auch der Werkzeugbelastung Die experimentellen Untersuchungen lassen bei synchrongeregeltem Axialvorschub die Möglichkeit zur Reduzierung der erforderlichen Umformtemperatur erkennen Hierdurch kann eine deutliche Verringerung bzw Vermeidung der Verfahrensgrenze Zunderbildung erreicht werden Der Verfahrensvorteil der geringeren Werkzeugbelastung bestätigte sich in den experimentellen Untersuchungen durch ein deutlich verbessertes Werkzeugverschleißverhalten Die Verifikation der numerischen Untersuchungen durch die experimentell ermittelten Prozesskräfte in axialer und radialer Richtung verdeutlichten weiteren Handlungsbedarf bezüglich der numerischen Modellbildung Die berechnete Radialkraftkomponente der axialsymmetrischen Modellierung wies Maximalwerte auf die um bis zu 250 über den experimentell ermittelten Werten liegen Bei der Anwendung eines dreidimensionalen Finite Elemente Modells betrug die Abweichung der Radialkraftkomponente hingegen nur noch ca 13 Des Weiteren kann mit dem dreidimensionalen Modell der Einfluss des Kalibriervorganges beim Axial Radial Umformen nachgewiesen werden Bei der Verteilung der maximalen lokalen Vergleichsumformgrade zeigen sowohl das axialsymmetrische als auch das 3D Modell gute Übereinstimmungen Basierend auf dieser grundlegenden Erweiterung der Verfahrenstechnologie wurde eine Optimierung der tribologischen Randbedingungen durchgeführt Dazu wurde in einer einleitenden Untersuchung ein geeignetes Schmierstoffsystem ausgewählt welches die Beanspruchungen während des gesamten Fertigungsablaufs berücksichtigt Mit Hilfe eines geeigneten Modellversuchs wurden die tribologischen Eigenschaften experimentell untersucht und eine deutliche Verbesserung hinsichtlich der Reduzierung der Zunderbildung und des Reibverhaltens nachgewiesen Eine numerische Untersuchung zur Reduzierung der Ringfaltenbildung durch unterschiedliche Prozesssteuerungen zeigte Möglichkeiten auf die diesbezüglich zu einer Verbesserung führen könnten Diese stehen allerdings im Gegensatz zu den durch die oben beschriebenen Verfahrenserweiterungen erreichbaren Vorteile Die gleichzeitige Optimierung aller Verfahrensgrenzen wird daher zukünftig eine Weiterentwicklung des Werkzeugkonzeptes notwendig machen Abschluss der Untersuchungen stellte die Herstellung eines Realbauteils dar welche als Verifizierung der gewonnenen Optimierungsergebnisse angesehen werden kann Das eingeschlagene Vorgehen

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