Schwingungen von Kreissägeblättern, Berechnung mit FE-Modellen, Pfadverfolgung, Eigenwerte, Stabilität, experimentelle und numerische Modalanalyse

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Lothar Gaul (†); Professor Dr.-Ing. Uwe Heisel
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 222318140

Im Forschungsvorhaben werden Kreissagewerkzeuge unter realen Randbedingungen untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen liegt auf dem Einfluss der in Kreissägeblätter eingebrachten Laserornamente in Verbindung mit Füllmaterialien auf das dynamische Verhalten und hier insbesondere auf der Dämpfung. Dabei soll erstmalig ein FEM-Modell zur Stabilitätsanalyse entwickelt werden, welches in der Lage ist, die Einflüsse der viskoelastischen Füllmaterialen abzubilden. Die Modellierungsparameter werden durch experimentelle Untersuchungen bestimmt und dienen als Eingangsgrösse für das Modell. Diese Ergebnisse dienen als Grundlage für die FEM-Modelle und die Beurteilung der Auswirkungen von Dämpfungsschlitzen und Füllungen auf Systemmatrizen und Eigenwerte. Ein weiterer Teilaspekt der Arbeit ist die Betrachtung der Flanschverbindung und deren Einfluss auf die Dynamik. Hierbei werden die Effekte der maßgeblichen praxisrelevanten Parameter wie Oberflächenbeschaffenheit in der Fügestelle, Anzugsdrehmoment und der Drehzahl auf die dynamischen Eigenschaften analysiert.Das erarbeitete Modell wird stets durch validierende Experimente flankiert. Als Beurteilungsgrößen dienen die modalen Größen Frequenz und Dämpfung sowie die statische Steifigkeit. Auf Grundlage des Modells und der Versuche werden optimale Werte für die Schlitzparameter extrahiert und so ein optimiertes Kreissägewerkzeug ausgelegt. Zur Analyse der parameterabhängigen Eigenwerte werden Pfadverfolgungsalgorithmen weiterentwickelt und eingesetzt, die in einem bereits abgeschlossenen DFG-Projekt behandelt wurden. Zum Ende des Projektes wird ein experimentell validiertes Modell existieren, welches es erlaubt, auf Grundlage der Eigenwertanalyse das Stabilitätsverhalten von geschlitzten und eingespannten rotierenden Kreissagewerkzeugen abzubilden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr.-Ing. André Schmidt; Dr.-Ing. Thomas Stehle