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48,80 €ISBN 978-3-8440-7878-7Softcover182 pages56 figures272 g21 x 14,8 cmGermanThesis
April 2021
Christoph Kupfer
Maßnahmen zur Erhöhung der Lebens- und Nutzungsdauer von Kugelgewindetrieben unter Kurzhubbelastung in elektro-mechanischen Flugsteuerungsaktuatoren
In dieser Arbeit werden drei Maßnahmen untersucht, die es ermöglichen können, Kugelgewindetriebe in Aktuatoren der Querrudersteuerung moderner Verkehrsflugzeuge einzusetzen.
Diese Arbeit befasst sich mit Maßnahmen, die den Einsatz von Kugelgewindetrieben in elektro-mechanischen Aktuatoren der Flugsteuerung von Verkehrsflugzeugen ermöglichen. Dabei wird der Fokus auf die durch die Kurzhubbelastung entstehenden Herausforderungen gelegt, wodurch bei konventioneller Auslegung eine geringe Lebens- und Nutzungsdauer der Komponenten durch Abrasions- und Adhäsionsverschleiß resultiert.
Als erste Maßnahme wird eine neue Methodik zur Berechnung der Lebensdauer von Kugelgewindetrieben auf Basis von Abrasion und Adhäsion vorgestellt. Im Rahmen experimenteller Lebensdauertests werden Kugelgewindetriebe untersucht, um die Annahme des abrasiven und adhäsiven Verschleißes unter Kurzhubanwendungen und eine generelle Anwendbarkeit der Methodik zu bestätigen. Die zweite Maßnahme untersucht verschiedene Gestaltungoptionen der Subkomponenten von Kugelgewindetrieben für einen verschleißarmen Einsatz und analysiert diese auf Aktuatorebene. Als dritte Maßnahme wird ein Zustandsprognosesystem zur Vorhersage der verbliebenen Nutzungszeit eines sich im Betrieb befindlichen Kugelgewindetriebes modellbasiert und experimentell bewertet.
Diese Arbeit befasst sich mit Maßnahmen, die den Einsatz von Kugelgewindetrieben in elektro-mechanischen Aktuatoren der Flugsteuerung von Verkehrsflugzeugen ermöglichen. Dabei wird der Fokus auf die durch die Kurzhubbelastung entstehenden Herausforderungen gelegt, wodurch bei konventioneller Auslegung eine geringe Lebens- und Nutzungsdauer der Komponenten durch Abrasions- und Adhäsionsverschleiß resultiert.
Als erste Maßnahme wird eine neue Methodik zur Berechnung der Lebensdauer von Kugelgewindetrieben auf Basis von Abrasion und Adhäsion vorgestellt. Im Rahmen experimenteller Lebensdauertests werden Kugelgewindetriebe untersucht, um die Annahme des abrasiven und adhäsiven Verschleißes unter Kurzhubanwendungen und eine generelle Anwendbarkeit der Methodik zu bestätigen. Die zweite Maßnahme untersucht verschiedene Gestaltungoptionen der Subkomponenten von Kugelgewindetrieben für einen verschleißarmen Einsatz und analysiert diese auf Aktuatorebene. Als dritte Maßnahme wird ein Zustandsprognosesystem zur Vorhersage der verbliebenen Nutzungszeit eines sich im Betrieb befindlichen Kugelgewindetriebes modellbasiert und experimentell bewertet.
Keywords: Luftfahrt; Verkehrsflugzeug; Systemtechnik; Flugsteuerung; Elektro-mechanischer Aktuator; Kugelgewindetrieb; Kurzhub; Tribologie; Verschleiß; Abrasion; Adhäsion; Ermüdung; Auslegung; Lebensdauer; Test; Monitoring; Usage Monitoring; Zustandsüberwachung
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