Modellierung und Validierung der Krafterzeugung mit Stick-Slip ...

xiv
Abbildungsverzeichnis
3.3. Positions- und Kraftsignal bei rauen Oberflächen. . . . . . . . . . 51
3.4. Positions- und Kraftsignal bei glatten Oberflächen. . . . . . . . . 52
3.5. Charakteristik der Kraft in Abhängigkeit von Amplitude und Vorspannung.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.6. Wirkung der Vorspannung auf das Kraftmaximum. . . . . . . . . 54
3.7. Einfluss der Stick-Slip-Frequenz auf die Kraft. . . . . . . . . . . . 56
3.8. Einfluss der Slewrate des Ansteuersignals auf die Kraft. . . . . . . 57
3.9. Anfahren von Sollkräften mit der Methode der Krafterzeugung. . 58
3.10. Approximation der Amplitude aus logarithmischer Funktion der
Kraft für die Vorspannung 0, 25N. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.11. Charakteristik der Krafterzeugung mit linearer Achse der Firma
SmarAct (siehe Kapitel 2.2.3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.12. Krafterzeugung mit SmarAct-Achse bei verschiedenen Stick-Slip-
Frequenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.1. Gemessene Schrittweite im Vergleich zur Simulation mit dem Lu-
Gre-Modell. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2. Bestimmung der 0-Amplitude mit der indirekten Methode. . . . . 68
4.3. Vergleich der 0-Amplituden beider Messmethoden. . . . . . . . . . 69
4.4. Modifizierter Aktor (rechts) im Vergleich zum Typ B (links) aus
Abbildung 2.10. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.5. 0-Amplitude des modifizierten Aktors im Vergleich zum Aktor
Typ B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.6. Veranschaulichung der Zustände, bei denen teilweise das Phänomen
der 0-Amplitude entsteht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.7. Stick-Slip-Schritte mit jeweils Aluminium und Wolfram als Läufermaterial
bei 1N Vorspannung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.8. Blockier-Vorspannung bei verschiedenen Elastizitätsmoduln des
Läufers. Die zugehörigen Werkstoffe sind Tabelle 4.1 zu entnehmen. 78
4.9. Gemessene 0-Amplitude für verschiedene Läufermaterialien. . . . 80
4.10. Gemessene Schrittweiten für verschiedene Slewrates. . . . . . . . . 83
4.11. Gemessene 0-Amplituden für verschiedene Slewrates bei geschlichteter
Stahloberfläche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.12. Gemessene 0-Amplituden für verschiedene Slewrates bei polierter
Stahloberfläche. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.13. Maximum der generierbaren Kraft über der Vorspannung für verschiedene
Materialien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.14. Vergleich verschiedener Ansätze zur Herleitung von σ 0 . . . . . . . 88