TY - THES

T1 - Gewichtsoptimierung und betriebsfeste Bewertung einer Seilkranlaufkatze

AU - Primetzhofer, Andreas

N1 - gesperrt bis 20-06-2018

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - In den letzten Jahren haben die Ansätze des Leichtbaus, neben den traditionellen Sektoren der Automobil- und Flugzeugindustrie, in vielen weiteren Bereichen des Maschinenbaus immer mehr an Bedeutung gewonnen. Vor allem im mobilen Einsatz von Arbeitsmaschinen in der Forsttechnik spielt das Eigengewicht der eingesetzten Geräte aus ökologischer und ökonomischer Sicht eine wesentliche Rolle. Im Zuge dieser Diplomarbeit ist eine Seilkranlaufkatze hinsichtlich ihres Gewichtes optimiert worden. Da vor allem die Belastungen im Arbeitseinsatz nur wenig bekannt und in der vorhandenen Literatur nur allgemeine Lastfälle und -annahmen angeführt sind, werden diese in einer experimentellen Analyse ermittelt. Basierend auf diesen Lastfällen und numerischen Simulationsmodellen wurde eine Optimierung der Struktur vorgenommen. Ziel der Optimierung ist es das Gewicht der gesamten Struktur, bei gleicher Funktionalität, weitestgehend zu senken. Dies führt zu einer Effizienzsteigerung im Holzabbau und damit zu gesteigerten Erträgen und einer geringeren Schädigung des Waldbodens. Durch die Topologieoptimierung konnte das Gewicht der optimierten Teile um rund 25% (ausgehend von deren ursprünglichen Gewicht) gesenkt werden. Die durch den numerischen Optimierungsprozess entstehenden, oftmals technisch nur bedingt herzustellenden Formen, wurden in weiterer Folge in eine fertigungsgerechte Konstruktion überführt. Weiters wurde in Zuge der Arbeit ein neues Gesamtkonzept erarbeitet, in welchem neben der Formoptimierung auch ein Materialwechsel, sowie der Einsatz neuer Technologien untersucht wurde. Unter Ausnutzung aller möglichen Einsparungspotentiale konnte das Gesamtgewicht um 20% gesenkt werden.

AB - In den letzten Jahren haben die Ansätze des Leichtbaus, neben den traditionellen Sektoren der Automobil- und Flugzeugindustrie, in vielen weiteren Bereichen des Maschinenbaus immer mehr an Bedeutung gewonnen. Vor allem im mobilen Einsatz von Arbeitsmaschinen in der Forsttechnik spielt das Eigengewicht der eingesetzten Geräte aus ökologischer und ökonomischer Sicht eine wesentliche Rolle. Im Zuge dieser Diplomarbeit ist eine Seilkranlaufkatze hinsichtlich ihres Gewichtes optimiert worden. Da vor allem die Belastungen im Arbeitseinsatz nur wenig bekannt und in der vorhandenen Literatur nur allgemeine Lastfälle und -annahmen angeführt sind, werden diese in einer experimentellen Analyse ermittelt. Basierend auf diesen Lastfällen und numerischen Simulationsmodellen wurde eine Optimierung der Struktur vorgenommen. Ziel der Optimierung ist es das Gewicht der gesamten Struktur, bei gleicher Funktionalität, weitestgehend zu senken. Dies führt zu einer Effizienzsteigerung im Holzabbau und damit zu gesteigerten Erträgen und einer geringeren Schädigung des Waldbodens. Durch die Topologieoptimierung konnte das Gewicht der optimierten Teile um rund 25% (ausgehend von deren ursprünglichen Gewicht) gesenkt werden. Die durch den numerischen Optimierungsprozess entstehenden, oftmals technisch nur bedingt herzustellenden Formen, wurden in weiterer Folge in eine fertigungsgerechte Konstruktion überführt. Weiters wurde in Zuge der Arbeit ein neues Gesamtkonzept erarbeitet, in welchem neben der Formoptimierung auch ein Materialwechsel, sowie der Einsatz neuer Technologien untersucht wurde. Unter Ausnutzung aller möglichen Einsparungspotentiale konnte das Gesamtgewicht um 20% gesenkt werden.

KW - Leichtbau

KW - Betriebsfestigkeit

KW - Seilkran

KW - Optimierung

KW - Laufkatze

KW - Holzernte

KW - lightweight design

KW - fatigue strength

KW - cable crane

KW - optimization

KW - trolley

KW - timber harvesting

M3 - Diplomarbeit

ER -