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O+P Fluidtechnik 11-12/2018

O+P Fluidtechnik 11-12/2018

SIMULATION FORSCHUNG UND

SIMULATION FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG PEER REVIEWED im Bereich von 50 bis 60°. Diese Werte sind viel kleiner als der durch von Mises angegebene Wert von 69°. Der Koeffizient C R beeinflusst den Ausströmwinkel stark und verursacht seine Variation von ca. 115 bis 155°. Besonders auffällig ist, dass alle Werte deutlich größer als der häufig angenommene Wert von 90° sind. Wird der Schaftdurchmesser vergrößert und gleichzeitig der Schieberdurchmesser konstant gehalten, nehmen die Ausströmwinkel zu, wodurch eine Kompensation der Strömungskraft erzielt werden kann. Wie in diesem Beitrag beschrieben, können die DOE- und die DASE-Methode vorteilhaft für die Parameteridentifikation zur Strömungskraftberechnung angewendet werden. Um diese zeitlich aufwändige Parameteridentifikation zu vermeiden, sind analytische oder empirische Modelle der Strömungswinkel und des Durchflusskoeffizienten nötig. Außerdem könnte die beschriebene Untersuchung um eine Optimierung ergänzt werden, um Strömungskräfte zu minimieren. Allerdings sollte dann be achtet werden, dass die Minimierung der stationären Strömungskräfte unter Umständen die Ventilstabilität beeinträchtigen könnte. Daher sollte das Ventilverhalten bei der Optimierung mit berücksichtigt werden. 6 DANKSAGUNG Das IGF-Vorhaben 18569 N/1 der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Maschinenbau e. V. – FKM, Lyoner Straße 18, 60528 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundes tages gefördert. Literaturverzeichnis /Aca10/: Acar, E.: „Various approaches for constructing an ensemble of metamodels using local measures”. Structural and Multidisciplinary Optimization, 42(6), S. 879-896, 2010 /Ans17/: o.V.: „Ansys Dokumentation der Version 17.0“. Ansys, Inc., Canonsburg, USA, 2016 /Bor16/: Bordovsky, P., Murrenhoff, H.: „Investigation of Steady-State Flow Forces in Spool Valves of Different Geometries and at Different Oil Temperatures With the Help of Measurements and CFD Simulations”. Proceedings of BATH/ASME Symposium on Fluid Power and Motion Control, Bath, UK, 2016 /Bor17/: Bordovsky, P., Murrenhoff, H.: „Analysis of Flow Angles and Flow Velocities in Spool Valves for Calculation of Steady-State Flow Forces”, Proceedings of the 15th Scandinavian International Conference on Fluid Power, Linköping, Sweden, 2017 /Cle13/: Cleff, T.: „Deskriptive Statistik und Explorative Datenanalyse“. Gabler Verlag, Wiesbaden, 2015 /Haa09/: Haas, W. et al.: „Betrachtungen zur Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Hydraulikdichtungen“. [online] Forschungsbericht, http://www.ima.uni-stuttgart.de/, besucht am 27.01.2017 /Kle08/: Kleijnen, J. P. C.: “Design and analysis of simulation experiments”. Springer, New York, London, 2008 /Lin02/: Linden, D.: „Entwicklung eines piezobetätigten Servoventils für die hydraulische Werkstückprüfung“, Dissertation, RWTH Aachen University, 2002 /Mit16/: Mittag, H.J.: „Statistik: Eine Einführung mit interaktiven Elementen“. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2016 /Mur16/: Murrenhoff, H.: „Grundlagen der Fluidtechnik : Teil 1: Hydraulik“. Umdruck zur Vorlesung. 8. Aufl. Herzogenrath, Shaker, 2016 /Sch13/: Schrank, K., Murrenhoff, H.: „Beschreibung der Strömungskraft in Längsschieberventilen mittels Impulserhaltung“. O+P Journal 4, 2013 /Sie10/: Siebertz, K. et al.: „Statistische Versuchsplanung“, Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg, 2010 /Via08/: Viana, F. A. C.: „Multiple surrogates: how cross-validation errors can help us to obtain the best predictor”. 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Hubertus Murrenhoff, ifas – Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme der RWTH Aachen University Formelzeichen α D Durchflusskoeffizient - A Öffnungsfläche mm 2 A 1 A 2 Öffnungsfläche am Eintritt der Schieberkammer Öffnungsfläche am Austritt der Schieberkammer mm 2 mm 2 A B Abstand der Bohrungen mm C R Verhältnis des Schaft- und Schieberdurchmessers - C S Skalierungsfaktor - ∆p Druckdifferenz bar ∆p sim Simulierte Druckdifferenz bar d Schaftdurchmesser mm D Schieberdurchmesser mm D B Durchmesser der Bohrungen mm ε 1 Einströmwinkel ° ε 2 Ausströmwinkel ° F Str Stationäre Strömungskraft N L Kammerlänge mm Massenstrom kg/s N M Anzahl an Metamodellen - N S Anzahl der Stufen pro Faktor - N VP Anzahl an Versuchspunkten - N F Anzahl an Faktoren - p stat Statischer Druck bar Q Volumenstrom l/min r Schaftradius mm R Schieberradius mm t N Ringnuttiefe mm υ 1 Einströmgeschwindigkeit m/s υ 1,x Axiale Einströmgeschwindigkeit m/s υ 1,r Radiale Einströmgeschwindigkeit m/s υ 2 Ausströmgeschwindigkeit m/s υ 2,x Axiale Ausströmgeschwindigkeit m/s υ 2,r Radiale Ausströmgeschwindigkeit m/s w i Gewichtungsfaktor des i-ten Metamodells - x 1 Schieberhub der ifas-Ventile mm y ens (x) Approximierte Wert der Größe x - y i (x) Approximierte Wert der Größe x des i-ten Metamodells - 42 O+P Fluidtechnik 11-12/2018

IM NÄCHSTEN HEFT: 1-2/2019 ERSCHEINUNGSTERMIN: 06. 02. 2019 ANZEIGENSCHLUSS: 22. 01. 2019 01 01 Eine „Gutachter - liche Stellungnahme“ des TÜV Nord Mobilität bestätigte, dass die hydraulische Bremslösung H2L der Paul Forrer AG die Anforderungen der neuen EU-Verordnung 167/2013 bzw. der DV 2015/68 EU vollends erfüllt. Welchen Tests sich das System unterziehen musste und welche geforderten Punkte es erfüllt, erfahren Sie in der kommenden Ausgabe. Foto: Paul Forrer AG Magnetventile &Spulen der SUN FLeX Serie •Schwimmende Bauweise •10Mio. Ein-/Ausschaltzyklen •Erfüllt neuen NFPA Teststandard •Höhere Durchflussmengen •Extrem niedrige Leckage •Auch mit Explosionsschutz DER DIREKTE WEG O+P IM INTERNET: www.oup-fluidtechnik.de O+P ALS E-PAPER: www.engineering-news.net O+P-REDAKTION: PETER BECKER, p.becker@vfmz.de WERBUNG IN O+P: ANDREAS ZEPIG, a.zepig@vfmz.de WORLD OF INDUSTRIES: www.en.engineering-news.net INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 11-12/2018 Breit, Heiligenhaus 27 CONEXA, Hann. Münden 31 EKOMAT, Karben 20 ELGO ELECTRONIC, Rielasingen-Worblingen 33 HANSA-FLEX, Bremen 23 HYDRAFORCE, Lincolnshire/IL (USA)3 INTERHYDRAULIK, Selm 25 KASTAS, Quickborn 19 NACHI EUROPE, Krefeld5 Scanwill Fluid Power, Albertslund (Dänemark)7 Sensor-Technik Wiedemann, Kaufbeuren 9,11,13,15 SICK, Waldkirch2. US SIKO, Buchenbach 29 SUN Hydraulik, Erkelenz 43 TRIES, Ehingen 17 W.E.St., Niederkrüchten 21 TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT Dr.-Ing. C. Boes, Böblingen Dipl.-Ing. M. Dieter, Sulzbach/Saar Prof. Dr.-Ing. A. Feuser, Lohr a. M. Dr.-Ing. M. Fischer, Kraichtal Dr.-Ing. G. R. Geerling, Elchingen Prof. Dr.-Ing. M. Geimer, Karlsruhe Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas, Stuttgart Dr.-Ing. W. Hahmann, Kempen Prof. Dr.-Ing. S. Helduser, Krefeld Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Jacobs, Aachen Dipl.-Ing. M. Knobloch, München Dr. L. Lindemann, Mannheim Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen Dr.-Ing. K. Roosen, Kaarst Dr.-Ing. P. Saffe, Hannover Dr.-Ing. MBA IMD A. W. Schultz, Memmingen Dipl.-Ing. E. Skirde, Neumünster Prof. Dr.-Ing. C. Stammen, Krefeld Dipl.-Ing. P.-M. Synek, Frankfurt Prof. Dr.-Ing. J. Weber, Dresden Der Vorsitzende und stellvertretende Vorsitzende des Forschungsfonds Fluidtechnik im VDMA: Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen Dr.-Ing. R. Rahmfeld, Neumünster Brüsseler Allee 2 | 41812 Erkelenz Tel.: +49 24 31/80 91 0 | Fax: +49 24 31/80 91 19 O+P Fluidtechnik 1-2/2018 sales@sunhydraulik.de | www.sunhydraulik.de 43

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