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6 Prozessmodellierung
des Horizontalschlittens erfolgte automatisch durch Tetraederelemente. Die relativ
komplexe Gusskonstruktion dieser Bauteile macht eine manuelle Vernetzung
durch höherwertige Elemente extrem aufwändig. Geometrisch regelmäßigere
Maschinenkomponenten wie der Rundtisch und der Spannwinkel wurden manuell
durch Hexaederelemente aufgebaut. Die Kopplung der Strukturkörper und die
Modellierung der Vorschubantriebe erfolgte entsprechend Abschnitt 4.3.4. Die
Steifigkeiten von Lagern, Führungen und Kupplungen entstammen den Datenblättern
der jeweiligen Hersteller oder, im Fall des Kugelgewindetriebes, den
Angaben des Maschinenherstellers. Der Abgleich des Modells ohne Kraftfluss
durch das Werkzeug erfolgte stufenweise mit unterschiedlichen Vergleichsdaten.
Zum Abgleich des Strukturverhaltens wurde, analog zu den Messungen in Abschnitt
5.3.2, die dynamische Nachgiebigkeit der Maschine im Bereich der (späteren)
Schweißzone mittels eines Impulshammers gemessen. Zusätzlich wurde
eine experimentelle Modalanalyse mit einem elektrodynamischen Absoluterreger
durchgeführt. Abbildung 6-30 zeigt die gute Übereinstimmung der gemessenen
dynamischen Nachgiebigkeit und der Simulationsergebnisse für den Fall, dass
kein Kontakt von Werkzeug und Spannwinkel herrschte.
Amplitude
Phase
x 10
1,2
-7
S1
M1
m/N
0,4
0,0
0
Grad
-180
-270
-360
S2
M2
50 100 150 200 250 300 350 400 Hz 500
Abbildung 6-30: Nachgiebigkeits-Frequenzgang an der Rückseite des Spannwinkels
bei Impulsanregung in z-Richtung, ohne Vorspannung
(Messung) bzw. ohne Kraftfluss durch das Werkzeug (Simulation)
120
Messung
Simulation
50 100 150 200 250 300 350 400 Hz 500
Frequenz