Untersuchungen zur Lastverteilung auf einem Grubberschar

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Die Entwicklung von Bodenbearbeitungswerkzeugen wird durch ökologische und ökonomische Faktoren wie Energiebedarf und Werkzeugverschleiß beeinflusst. Bei der Optimierung von Einzelwerkzeugen kommen zunehmend numerische Simulationsverfahren zum Einsatz. Im Fokus dieser Arbeit stehen die Oberflächeninteraktion des Bodens mit dem Werkzeug sowie die dabei wirkenden Kräfte und Flusszustände, die die Grundlage für weiterführende Fragestellungen bilden. Besonders untersucht wird die Verteilung der Gesamtwerkzeugkräfte auf der Werkzeugoberfläche. Die Ermittlung dieser Kräfte sowie der Oberflächenkräfte und des Bodenflusses erfolgt durch experimentelle und simulative Methoden. Dabei wird der Einfluss des Prozesses durch verschiedene Bearbeitungstiefen und -geschwindigkeiten sowie unterschiedliche Bodenzustände berücksichtigt. Diese Bodenzustände zeigen in Experimenten und Simulationen signifikante Unterschiede in der Werkzeuginteraktion aufgrund ihrer mechanischen Eigenschaften. Der Vergleich der Simulationsergebnisse mit experimentellen Daten verdeutlicht, wie gut verschiedene Bodenzustände und Prozessparameter abgebildet werden können und welche Abweichungen auftreten. Der praktische Nutzen einer validen Simulationsmethode wird anhand eines grundlegenden Reibmodells zur Beschreibung der Oberflächenreibung erläutert, das zeigt, wie sich diese Reibung als Indikator für den Verschleiß auf dem Werkzeug zusammensetzt und vom Bodenmodell s