Federkraftbremsen kommen in unterschiedlichen Anwendungen vieler Branchen zum Einsatz, die verschiedenste Anforderung an sie stellen. Die Entwicklungsprozesse für individualisierte Federkraftbremsen können durch den zielgerichteten Einsatz von Simulationen unterstützt werden. Diese Arbeit befasst sich mit der numerischen Optimierung des axialdynamischen Schaltverhaltens von Federkraftbremsen auf Basis eines Multidomänenmodells. Das zu diesem Zweck entwickelte Multidomänenmodell berücksichtigt elektrische, magnetische, mechanische und thermische Effekte, die während des Betriebs kontinuierlich miteinander in Wechselwirkung stehen. Dazu werden zunächst topologiebasierte Teilmodelle der einzelnen Effekte entwickelt, die zu einem geschlossenen Multidomänen-Gesamtmodell verknüpft werden. Eine experimentelle Validierung weist die Gültigkeit des Multidomänenmodells nach. Für die Optimierung wird zunächst eine Optimierungsstruktur auf Basis des Multidomänenmodells entwickelt und implementiert. Im Rahmen zweier Anwendungsbeispiele wird die Funktionalität der Optimierungsstruktur nachgewiesen.
Aktualisiert: 2023-01-10
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Federkraftbremsen für industrielle Anwendungen tragen häufig zur Erfüllung einer Sicherheitsfunktion bei. Um Sicherheitsfunktionen zu validieren, sind Sicherheitskennzahlen einzelner Elemente erforderlich. Für Federkraftbremsen werden diese bis dato nur vereinzelt zur Verfügung gestellt. Weiterhin existiert kein Konsens über deren Ermittlung.
In dieser Arbeit wird ein bauteilorientierter Ansatz zur Ermittlung von Sicherheitskennzahlen für Federkraftbremsen diskutiert. Unter Berücksichtigung relevanter rechtlich-normativer Rahmenbedingungen wird eine qualitative Zuverlässigkeitsanalyse durchgeführt. Es folgt die simulative und experimentelle Untersuchung einer konkreten Bauteilschadensart. Abschließend wird ein Zuverlässigkeitsblockdiagramm auf Grundlage gewonnener Erkenntnisse hergeleitet.
Aktualisiert: 2021-03-11
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