Yasar Deger

Die Methode der Finiten Elemente

Grundlagen und Einsatz in der Praxis

• Broschiertes Buch

Produktbeschreibung

Das Buch vermittelt Neueinsteigern, Anwendern und Entscheidungsträgern einen Überblick über Grundlagen, Möglichkeiten und Grenzen der FE-(Finite-Elemente-)Methode. Es erklärt die Arbeitsweise der zugehörigen Programme auf leicht verständliche Art und beschreibt die Voraussetzungen und Vorgehensschritte für den erfolgreichen und effizienten Einsatz in der Ingenieurpraxis. Dabei wird besonders darauf Wert gelegt, das physikalische Problem als ein mechanisch/mathematisches Modell so einfach wie möglich, aber so genau wie nötig zu simulieren, die aussagekräftigen Ergebnisse aus der Berechnung zu selektieren und diese kritisch auszuwerten bzw. kompetent zu interpretieren. Die zahlreichen, einfach gehaltenen, anwendungsspezifischen Beispiele aus einer breiten Palette von Problemen mit Praxisbezug regen den Leser zum selbständigen Üben an.

Produktdetails

• Kontakt & Studium 551
• Verlag: expert-verlag
• Artikelnr. des Verlages: 63399
• 8. Aufl.
• Seitenzahl: 160
• Erscheinungstermin: 14. Juni 2017
• Deutsch
• Abmessung: 212mm x 148mm x 9mm
• Gewicht: 286g
• ISBN-13: 9783816933991
• ISBN-10: 3816933998
• Artikelnr.: 47788359

Autorenporträt

Dr. Y. Deger war über 30 Jahre als Dozent für Technische Mechanik und Finite Elemente Methode an der HSR, Hochschule für Technik, Rapperswil in der Schweiz tätig. Während dieser Zeit war er zugleich als Berechnungsingenieur und Experte in der Industrie engagiert und blickt auf breitgefächerte Erfahrung in der Anwendung der FEM in mehreren Bereichen zurück. Seit 1992 erteilt er zudem Weiterbildungskurse für die Ingenieure und Konstrukteure in der Praxis. Nach den ersten Seminarveranstaltungen an der Technischen Akademie Esslingen (TAE) folgten jene für NAFEMS sowie letztlich für das VDI-Wissensforum, welche sich großen positiven Echos seitens der Teilnehmer erfreuen.

Inhaltsangabe

- Theoretische Grundlagen- Finite Elemente als Ersatz für elastische Körper- Rotationssymmetrie- Modellierung des Materialverhaltens- Stabilitätsuntersuchungen / Nichtlinearitäten- Dynamische FE-Berechnungen- Thermische FE-Berechnungen- Regeln für den Umgang mit der FE-Methode- Übungen

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1 Allgemeine Gesichtspunkte 1.1 Führungsarten 2 Aufgabe und Einteilung der Führungen 3 Grundformen der Führungen 4 Auswahl von Führungen 4.1 Eigenschaften von Tischführungen 5 Geradführungen 5.1 Führungstypen 6 Hydrodynamische Führung (Gleitführungen) 6.1 Zulässige Flächenpressungen auf Führungsbahnen 6.1.1 Werkstoffpaarung 6.2 Berechnungsbeispiel für eine Flachprismenführung 6.2.1 Prismenführung 6.2.2 Verschiebekraft 6.3 Gestaltung 6.3.1 Flachführungen 6.3.2 Schwalbenschwanzführung 6.4 Passleisten 6.5 Umgriffleisten 6.6 Rundführungen 6.7 Klemmgefahr 6.8 Hydrodynamische Druckbildung 6.9 Reibungsarten 6.10 Stribeck-Kurve 6.11 Werkstoffe für Gleitführungen 7 Wälzende Geradführungen 7.1 Vergleich zwischen Kugel- und Rollenführungen 7.2 Vergleich zwischen Gleit- und Wälzführungen 7.3 Crash-Sicherheit 7.4 Dämpfung 7.5 Genauigkeit der Anschluss-Konstruktion 7.6 Ablaufgenauigkeit der Linearführung 8 Kombinierte gleitende und wälzende Geradführung 9 Fehler der Gleitführungen sowie ihre Ursachen, ihre Messung und Korrektur 9.1 Messprinzipien 9.2 Messung der Tischgerad- und -ebenheit 9.2.1 Messverfahren mit Lineal und Wegaufnehmern 9.2.2 Messverfahren mit positionsempfindlicher Diode (PSD) 9.2.3 Messverfahren mit Autokollimator 9.2.4 Messverfahren mit elektronischer Neigungswaage 9.2.5 Messverfahren mit Laser-Interferometer und Winkeloption 9.3 Messung der Geradlinigkeit der Bewegung 9.4 3D-Formvermessung (Elcolevel) 9.5 Laservermessung 9.6 Abweichungs-Korrektur 10 Hydrostatische Gleitführungen 10.1 Eigenschaften und Anwendung der Hydrostatik 10.2 Arbeitsweise hydrostatischer Lager 10.3 Systeme zur Ölversorgung 10.4 Viskosität und Fließvorgänge des Druckmittels 10.5 Tragfähigkeit und Ölfilmsteifigkeit 10.6 Bauarten Hydrostatischer Flachführungen 10.7 Vorteile der hydrostatischen Führung 10.8 Nachteile der hydrostatischen Führung 11 Aerostatische Geradführungen 11.1 Präzisionsluftlager – Technologie der Zukunft 11.2 Funktionsweise von Luftlagern (aerostatische Lager) 11.2.1 Klassifizierung 11.2.2 Konventionelle Luftlager 11.3 Vorteile der aerostatischen Führung 11.4 Nachteile der aerostatischen Führung 11.5 Anwendungen 12 Elektromagnetische Geradführungen 12.1 Beschreibung der einzelnen Schwebeprinzipien 12.1.1 Permanentmagnetisches Schweben (PMS) 12.1.2 Verwendung des permanentmagnetischen Schwebens 12.1.3 Elektrodynamisches Schweben (EDS) 12.1.4 Verwendung des elektrodynamischen Schwebens 12.2 Anwendungen 12.2.1 Förderfahrzeug mit Hybrid-Magnetschwebesystem 12.2.2 Lineare Magnetführung für eine direkt angetriebene Vorschubachse 12.3 Magnetschwebetechnik am Beispiel des Transrapid 12.3.1 Antriebssystem 13 Beanspruchung, Steifigkeit und Kontaktsteifigkeit der Geradführungen 13.1 Berechnungsbeispiel 14 Schmierung von Gleitführungen 14.1 Ölzufuhr 14.2 Gleitführungen mit polymeren Lagerwerkstoffen 14.3 Wirkung von Abstreifern 14.4 Einfluss des Werkstoffes 14.5 Einfluss der Flächenpressung 14.6 Strukturierung der Gleitflächen 14.7 Zusammenfassung 15 Schmierung von Wälzführungen 15.1 Führungs-Beschichtung 15.2 Spezialwerkstoffe 15.3 Abdichtung und Abstreifer 16 Führungselemente geradliniger Führungen 16.1 Geometrische Grundformen 16.1.1 Gleitführung 16.1.2 Wälzführungen 16.2 Ausführungen linearer Profilschienenführungen 16.2.1 Rollenführungen 16.2.2 Profilschienenführung mit eingebautem elektrischen Direktantrieb 17 Klemmeinrichtungen geradliniger Führungen 17.1 Funktionsbeschreibung einer Sicherheitsklemmung für Schienenführungen 17.1.1 Pneumatisch mit Membrankammer 17.1.2 Pneumatisch mit Keilgetriebe 17.1.3 Hydraulische Schwerlastklemmung 17.1.4 Hydraulisches Brems- und Klemmelement mit Keilgetriebe 17.2 Maschinenspezifische Klemmlösungen 18 Dämpfungselemente geradliniger Führungen 18.1 Profilschienenführung mit Dämpfelementen 18.2 Zusammenfassung 19 Messsysteme an geradlinigen Führungen 19.1 Beispiele von geradlinigen Messsystemen 19.1.1 Fotoelektrisches Linearmesssystem mit Strichmaßstab 19.1.2 Inkrementales Längenmesssystem mit fotoelektrischer Abtastung 19.1.3 Fotoelektrisches Linearmesssystem mit Code-Lineal 19.1.4 Resolver 19.2 Elektrische Messsignal Verarbeitung 19.3 Eigenfrequenz des Messsystems 19.4 Längenmesssystem „Closed Loop“ und „Semiclosed Loop 19.4.1 Vergleich zwischen „Semiclosed Loop“ und „Closed Loop“ Messsystem 19.5 Prinzip und Baumaße der Längenmessgeräte 19.6 Profilschienenführung mit integriertem Wegmesssystem 19.7 Fehleinflüsse der direkten und indirekten Wegmessung 19.8 Übersicht über digitale Messverfahren 19.9 Übersicht über analoge Messverfahren 20 Drehführungen 21 Hydrodynamische Drehführungen 21.1 Aufbau der hydrodynamischen Spindel 21.1.1 Drehzahl 21.1.2 Steifigkeit 21.1.3 Schmierung 21.2 Anwendungsbeispiele mit hydrodynamischen Spindeln 22 Wälzende Drehführungen 22.1 Lagerauswahl für wälzgelagerte Werkzeugmaschinen-Spindeln 22.2 Thermisch neutrale Hauptspindellagerung 22.2.1 Ermittlung des thermisch neutralen Abstandes 22.3 Anwendungsbeispiel 22.4 Ausgeführte wälzende Drehführungen von Werkzeugmaschinen 22.4.1 Lagerungssysteme für die Arbeitsspindeln von Dreh- und Fräsmaschinen 22.4.2 Erfahrungen mit dem Fest-/ Loslager-System 22.4.3 Erfahrungen mit dem starren Lagerungssystem 22.4.4 Bearbeitungszentrum Arbeitsspindellagerung 22.4.5 Schleifmaschinen Spindellager 22.5 Rundachsenlagerung 22.6 Rundachslager mit Zusatzfunktionen 22.6.1 Rundachslager mit integriertem Winkel-Messsystem 22.6.2 Schwingungsgedämpftes Rundtischlagersystem 22.7 Drahtwälzlager für Leichtbau-Konstruktionen 23 Hydrostatische Drehführungen 23.1 Taschen-Drucköl-Systeme 23.1.1 Hydrostatische Lager ohne zusätzliche Regelung 23.1.2 Hydrostatische Lager mit Regelung 23.2 Hydrostatische Spindeln 23.3 Hydrostatische Axiallager 23.4 Hydrostatischer Gewindetrieb im Vergleich zum Linearmotor 23.4.1 Die Steife bei statischer sowie dynamischer Belastung 23.4.2 Die maximale Beschleunigung 23.5 Anwendungs-Beispiele 24 Aerostatische Drehführungen 24.1 Aufbau einer aeroynamischen Spindel 24.2 Anwendungen 25 Elektromagnetische Drehlagerungen 25.1 Unterschied zwischen magnetisch gelagerten Spindeln und herkömmlich gelagerten Spindeln 25.2 Prinzip der Regelung 25.3 Vor- und Nachteile magnetisch gelagerter Spindeln 25.4 Anwendungen magnetisch gelagerter Spindeln 25.5 Aufbau einer Magnetlager-Motorspindel 25.6 Vorteile von magnetgelagerten Motorspindeln im Formenbau 25.7 Grenzen von Magnetlager-Motorspindeln 25.8 Anwendungen 25.8.1 Rundtisch mit kombinierten mechanischen Lager und Magnetlagersystem 25.8.2 Rundtisch mit Magnetlager und Führung 26 Klemmung drehender Führungen 26.1 Funktion verschiedener Klemmsysteme 26.1.1 Pneumatisches Klemm- und Bremselement 26.1.2 Klemmelement zur Drehmomentaufnahme mit Federenergiespeicher 26.1.3 Klemmsystem „RotoClamp“ Fabrikat Hema 26.1.4 Axiale Klemmung einer Fräskopfachse 26.1.5 Radiale Klemmung einer Schwenkfräskopfachse 27 Schmierung drehender Führungen 27.1 Aufgaben der Schmierung 27.2 Fettschmierung 27.3 Öl+Luft-Schmierung 27.3.1 Vorteile der Öl+Luft-Schmierung 27.3.2 Schmierstoffmenge für Wälzlager 27.3.3 Anforderungen an den Schmierstoff 27.3.4 Druckluft 27.3.5 Schmierstoffzuführung 27.3.6 Öl+Luft-Schmieranlagen 27.4 Schmierung mit großen Ölmengen 27.4.1 Gestaltung der Einspritzschmierung 27.5 Schäden durch mangelhafte Schmierung 27.6 Selbstschmierende Gleitlager 28 Messsysteme für drehende Führungen 28.1 Fotoelektrischer Drehgeber mit Strichscheibe 28.2 Axial-Radiallager mit Messsystem 28.2.1 Vorteile des Messsystems 29 Dichtung 29.1 Dichtung geradliniger Führungen 29.2 Dichtung drehender Führungen 29.2.1 Berührende Dichtsysteme 29.2.2 Berührungsfreie Dichtsysteme 29.2.3 Sperrluft-Dichtsysteme 29.2.4 Drehende Dichtungen mit Sensor-Verschleißerkennung 30 Reibung 30.1 Äußere Reibung 30.2 Innere Reibung 30.3 Reibung in der Schmierungstechnik 30.3.1 Tribologische Eigenschaften 30.4 Reibungsverhältnisse im Zahnradgetriebe 30.5 Reibungsverhältnisse bei Vorschubantrieben 31 Führungs-Schutzabdeckungen 31.1 Teleskop-Stahlabdeckungen 31.1.1 Stahlabdecksysteme für hohe Verfahrgeschwindigkeiten 31.2 Rolloabdeckungen 31.3 Faltenbälge 31.3.1 Schutzabdeckungen im Bereich Großbearbeitungszentren 31.4 Profilierte Führungsbahnabstreifer 32 Werkstoffe für drehende Führungen 32.1 Gleitlager 32.2 Normen 32.3 Hochbelastete Spindeln aus faserverstärkten Kunststoffen 33 Berechnungsprogramme Linearführungselemente 33.1 Berechnungsprogramm INA „Bearinx 33.1.1 Programm-Eingabeschritte 33.1.2 Berechnungs-Beispiel 33.2 Berechnungsprogramm Bosch Rexroth „Linear Motion Designer 33.3 Berechnungsprogramm für Schneeberger „Monorail“ Führungen 34 Gleitlager- und Wälzlager-Schäden 34.1 Gleitlager-Schäden 34.2 Wälzlager-Schäden 34.2.1 Überwachung der Lager 35 Anwendungsbeispiele 36 Literaturverzeichnis 37 Stichwortverzeichnis

Rezensionen

"Im Buch werden die Grundlagen und der Einsatz der FEM in der Praxis detailliert vermittelt und anhand von 131 Bildern verdeutlicht." NAFEM, Online-Magazin "Endlich mal ein praxisnahes Lehrbuch zur Thematik der Finiten Elemente! Zwar kommt die Theorie nicht zu kurz, doch unterfüttert der Autor das Ganze mit konkreten Anwendungen aus der technischen Mechanik. Dies macht die schwierige Materie extrem les- und lernbar. Eines der Bücher, nach deren Lektüre dauerhaftes Wissen zurückbleibt." Design&Elektronik Gut gefallen hat mir: "Die Kompetenz des Seminarleiters und der Praxisbezug" Dr.-Ing. Oliver Frager, Bereichsleiter Basistechnologie Mechatronik, teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH VDI Wissensforum Eine Buchvorstellung ist im "Fraunhofer IRB" erschienen