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Die vorliegende Bachelorarbeit dient zur Validierung der analytischen Berechnung der Kurzschlusskräfte in den Wicklungen eines Verteiltransformators mithilfe numerischer Simulationen. Des Weiteren dient sie der Untersuchung der Auswirkun-gen verschiedener Schenkelabstände und Hauptstreukanalbreiten auf die Kurzschlusskräfte. Zu Beginn wird auf die Grundlagen der Finite-Elemente-Methode (FEM) eingegangen. Anschließend werden die Kurzschlusskräfte in den Wicklun-gen von Verteiltransformatoren simuliert und mit dem im Praktikumsbeleg vorgestellten planaren Berechnungsmodell verglichen. Außerdem werden die Ergebnisse der 2D- und der 3D-Simulation vergleichend ausgewertet. Abschließend wird beurteilt, ob schnelle analytische Berechnungsmodelle eine Alternative zu numerischer Simulationssoftware wie ANSYS Maxwell darstellen.
Die vorliegende Arbeit befasst sichmit der Entwicklung eines Berechnungsverfahrens, um Werk-stoffkennwerte eines beliebigen Werkstoffes invers aus einer elastischen Verformung zu ermit-teln. Dazu wird eine Evolutionsstrategie hergeleitet, mit FEM Modellen gekoppelt und auf ideale und reale Beispiele angewendet. Um die Leistungsfähigkeit dieser Evolutionsstrategie aus ma-thematischer Sicht einzuordnen, wird sie an diversen mathematischen Testfunktionen getestet. Damit die Grenzen dieser Werkstoffkennwerteberechnung ersichtlich sind, wird das zu Grun-de liegende Optimierungsproblem hergeleitet, die Theorie der Evolutionsstrategien beschrieben und ausführliche Hinweise zur Modellierung der benötigten FEM Modelle gegeben. Für die An-wendung dieses Verfahrens zur Werkstoffkennwerteberechnung wird in der Entwicklungsumge-bung MATLAB® ein Programm entwickelt. Dieses Programm arbeitet zur FEM Berechnung mit ANSYS® und stellt eine Benutzeroberfläche zur praktischen Anwendung bereit.
Die Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Gewichtsoptimierung, von der in der SITEC Industrietechnologie GmbH entwickelten Achskonstruktion, wie sie in der neukonzipierten Laserworkstation – Baureihe eingesetzt wird. Mittels der Finite – Elemente – Methode wird der bereits bestehende Achsaufbau überprüft und anschließend unter Leichtbauaspekten optimiert. Es entsteht eine Konstruktion für eine Leichtbauvariante des Achsaufbaus.