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Simulation und Regelung von Resonanzversuchsständen zur Untersuchung der Bauteilermüdung. / Titelei/Inhaltsverzeichnis
Simulation und Regelung von Resonanzversuchsständen zur Untersuchung der Bauteilermüdung. / Titelei/Inhaltsverzeichnis
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I–xiii
Titelei/Inhaltsverzeichnis
I–xiii
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1–6
Kapitel 1 Einleitung
1–6
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1.1 Motivation und Hintergrund
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1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit
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7–16
Kapitel 3 Stand der Technik
7–16
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2.1 Notwendigkeit von Bauteilprüfungen
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2.2 Resonanzbasierte Prüfstände zur Bauteilprüfung
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2.2.1 Historische Prüfmaschinen
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2.2.2 Industrielle Resonanzprüfmaschinen
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2.2.3 Resonanzprüfmaschine der TU Wien
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2.2.4 Resonanzprüfmaschine für Rohrverbindungen
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17–52
Kapitel 3 Theoretische Grundlagen
17–52
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3.1 Grundlagen der mathematischen Modellierung von Schwingungssystemen
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3.2 Berechnung des Ersatzsystems des Biegebalkens
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3.3 Krafterzeugung von Unwuchtantrieben
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3.4 Erzeugung einer gerichteten Unwuchtkraft
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3.5 Interaktion zwischen Schwingungssystem und Unwuchtantrieb
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3.6 Auslegung der Unwuchtmassen
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3.7 Berücksichtigung der Federmassen
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3.8 Antriebsmaschinen
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3.9 Modellierung einer Asynchronmaschine
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3.10 Grundlagen von Steuerung und Regelung
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3.11 Grundlagen der dynamischen Simulation
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3.11.1 Standardverfahren der dynamischen Simulation
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3.11.2 Modellbeschreibung für dynamische Simulationen
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3.11.3 Numerische Lösungsverfahren für gewöhnliche Differentialgleichungen
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3.11.4 Anwendungen der dynamischen Simulation
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53–60
Kapitel 4 Versuchsaufbau eines Resonanzversuchsstands
53–60
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4.1 Zielstellungen bei der Anwendung von Resonanzversuchsständen für Großversuche
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4.2 Mechanisches Versuchsprinzip
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4.3 Konzeptioneller Aufbau
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4.4 Vorgehen zur Durchführung von Bauteilversuchen
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4.5 Spannfeld für Resonanzversuchsstände
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4.6 Systemstruktur eines Resonanzversuchsstands
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61–76
Kapitel 5 Steuerung und Regelung des Resonanzversuchsstands
61–76
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5.1 Auswahl der Führungsgrößen
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5.1.1 Schwingweg des Bauteils
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5.1.2 Schwinggeschwindigkeit des Bauteils
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5.1.3 Schwingbeschleunigung des Bauteils
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5.1.4 Anregende Unwuchtkraft
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5.1.5 Auflagerreaktion
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5.1.6 Materialdehnung
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5.2 Systemtheoretische Struktur der Regelstrecke
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5.3 Reglerentwurf
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5.3.1 Anforderungen an die Regelung
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5.3.2 Regelung der Phasensynchronisation
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5.4 Regelung der dynamischen Kraft
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77–77
Kapitel 5 Simulationsmodelle für Resonanzversuchsstände
77–77
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6.1 Entwicklung einer Simulationsumgebung: der digitale Zwilling
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6.2 Frequenzumrichter
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6.3 Antriebsmaschine
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6.4 Unwuchtantrieb
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6.5 Schwingungssystem
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6.6 Messsystem
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6.7 Regelung
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6.8 Simulation von Resonanzversuchen
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6.8.1 Sommerfeldeffekt
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6.8.2 Schwebungen in der Unwuchtkraft
Details
6.8.3 Selbstsynchronisation der Unwuchtantriebe
Details
6.8.4 Einschwingverhalten des Einmassenschwingers
Details
77–96
Kapitel 6 Simulationsmodelle für Resonanzversuchsstände
77–96
Details
6.1 Entwicklung einer Simulationsumgebung: der digitale Zwilling
Details
6.2 Frequenzumrichter
Details
6.3 Antriebsmaschine
Details
6.4 Unwuchtantrieb
Details
6.5 Schwingungssystem
Details
6.6 Messsystem
Details
6.7 Regelung
Details
6.8 Simulation von Resonanzversuchen
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6.8.1 Sommerfeldeffekt
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6.8.2 Schwebungen in der Unwuchtkraft
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6.8.3 Selbstsynchronisation der Unwuchtantriebe
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6.8.4 Einschwingverhalten des Einmassenschwingers
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97–124
Kapitel 7 Realisierung von Resonanzversuchsständen
97–124
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7.1 Versuchsstand 1 - Ermüdungsfestigkeit von Eisenbahnschienen
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7.1.1 Prüfaufgabe
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7.1.2 Auslegung des Versuchsstands
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7.1.3 Versuchsstandsrealisierung und Ergebnisse
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7.1.4 Vergleich zwischen realem Versuchsstand und Simulation
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7.1.5 Leistungsaufnahme
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7.1 Versuchsstand 1 - Ermüdungsfestigkeit von Eisenbahnschienen
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7.2.1 Prüfaufgabe
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7.2.2 Auslegung des Versuchsstands
Details
7.2.3 Versuchsstandrealisierung und Ergebnisse
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7.3 Versuchsstand 3 - Spannungsumlagerungen in Spannbeton
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7.3.1 Prüfaufgabe
Details
7.3.2 Auslegung des Versuchsstands
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7.3.3 Versuchsstandsrealisierung und Ergebnisse
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125–128
Kapitel 8 Schlussfolgerungen und Ausblick
125–128
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8.1 Zusammenfassung
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8.2 Der digitale Zwilling im Prüfbetrieb
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8.3 Der digitale Zwilling in der Wartung
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129–130
Anhang A Tätigkeitsschritte zur Auslegungeines Resonanzversuchsstands
129–130
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131–132
Anhanb B Koeffizienten des s-stufigenRunge-Kutta-Verfahrens
131–132
Details
133–138
Literaturverzeichnis
133–138
Details
139–
Curriculum Vitæ
139–
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Simulation und Regelung von Resonanzversuchsständen zur Untersuchung der Bauteilermüdung. , page I - xiii
Titelei/Inhaltsverzeichnis
Autoren
Ralf Herrmann
DOI
doi.org/10.51202/9783738801033-I
ISBN print: 978-3-7388-0102-6
ISBN online: 978-3-7388-0103-3
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