Ausarbeitung eines Finite-Elemente-Simulationsmodells für die Belastungen beim Kuttern und Optimierung diverser Kuttermesser mit bionischen Strukturen

• Main Author: Morgenstern, Martin
• Other Authors: TU Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau
• Format: Others
• Language: deu
• Published: Universitätsbibliothek Chemnitz 2014
• Subjects: Kuttermesser; FEM; bionische Strukturen; Industriemesser; cutter blades; FEA; bionic structures; topology optimization; industrial blades; ddc:629; Topologieoptimierung
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-142053; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-142053; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/14205/SAXSIM2014_Morgenstern_Kuttermesser.pdf; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/14205/signatur.txt.asc

In der fleischverarbeitenden Industrie gibt es eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen. Kuttermesser stehen hierbei in der Prozesskette weit hinten und haben einen direkten Einfluss auf die Qualität des Endprodukts. Der Prozess des Kutterns ist bislang nicht komplett analytisch geklärt. Während des Vorgangs durchläuft das Schneidgut (i.A. das Fleisch bzw. das Brät) wechselnde Aggregatzustände von fester (leicht gefrorener) Form hin zum zähviskosen Zustand. Weiterhin ist es permanentem korrosiven Kontakt ausgesetzt. Die Komplexität macht eine analytische Herangehensweise äußerst aufwendig, sodass sich mittels der FEM durch numerisches Vorgehen und Lastannahmen aus Untersuchungen diesem Problem gewidmet wird. Dabei sind bislang nicht bekannte Potentiale zu erkennen. Hierbei wurden verschiedene Vernetzungsstrategien (p- und h-Methode) der FEM angewandt und verglichen. Es sind dabei Materialreduktionen bis knapp 30% ersichtlich.