Bewertung konstruktiver und kompensatorischer Maßnahmen zur thermo-sensitiven Auslegung von Werkzeugmaschinenstrukturen

In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, wie sich Maßnahmen zur Beeinflussung des thermischen Verhaltens von Werkzeugmaschinen einer quantitativen Bewer-tung zugänglich machen lassen. Die varianzbasierte Sensitivitätsanalyse wird dazu als eine leistungsfähige Methode identifiziert, um thermische Simulationsmodelle ohne Einschränkung in Art und Gültigkeitsbereich hinsichtlich implizierter Parame-tereinflüsse bewerten zu können. Die Methodik der Modellierung und Parametrie-rung der zu analysierenden Problematik erstreckt sich auf die Diskretisierung der thermischen Struktur unter Einbeziehung aller Varianten in ein Modell und die Zuweisung charakterisierender Verteilungsfunktionen. Die programmtechnische Umsetzung erfolgt über eine Kopplung der mathematischen Berechnungssoftware MATLAB® mit dem Simulationstool SimulationX®. In einem Maßnahmenkatalog werden die bisher entwickelten und umgesetzten Maßnahmen einer systematisie-renden Beschreibung unterzogen. Die Umsetzung der Methode wird an zwei Beispielen demonstriert, von denen eines die Auslegungs- und das zweite die Betriebsphase bestehender Werkzeugmaschinen berührt.

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The presented work shows how measures for influencing the thermal behaviour of machine tools can be made accessible for quantitative evaluation. The variance-based sensitivity analysis is identified as an effective method to evaluate thermal simulation models regarding implied influences of parameters without any limita-tions of type and scope. The methodology of modelling and parametrisation of the problems to be analysed comprises the discretisation of the thermal structure by including all variants in one model and by assigning characterising distribution functions. The implementation in the software is carried out by a combination of the mathematical calculation software MATLAB® and the simulation tool SimulationX®. The measures that have been developed and implemented up to now are subjected to a systematizing description in a list of measures. The implementation of the methodology is demonstrated by two examples. One example refers to the design and the second one deals with the operation phase of existing machine tools.