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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Jumar, Ulrich


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ISSN
2196-677X
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Volume 63, Issue 8

Issues

Modellierung des Umschlingungswinkels eines auf Rollen geführten Metallbandes

Modelling of the contact angle of a metal strip supported by rolls

Georg Stadler
  • Corresponding author
  • Christian Doppler Labor für modellbasierte Prozessregelung in der Stahlindustrie, Technische Universität Wien, Wien
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/ Andreas Steinboeck / Michael Baumgart
  • Christian Doppler Labor für modellbasierte Prozessregelung in der Stahlindustrie, Technische Universität Wien, Wien
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/ Andreas Kugi
  • Christian Doppler Labor für modellbasierte Prozessregelung in der Stahlindustrie, Technische Universität Wien, Wien
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Published Online: 2015-07-31 | DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0043

Zusammenfassung

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der mathematischen Modellierung des Umschlingungswinkels eines auf periodisch angeordneten Rollen geführten Stahlbandes einer Bandverarbeitungsanlage. Die Herleitung der zugrunde liegenden Differentialgleichung erfolgt auf Basis der Variationsrechnung mit variablen Rändern. Anschließend wird ein ideal-elastisch-ideal-plastisches Materialmodell für einen periodischen Biegezyklus vorgestellt. Anhand von Simulationsstudien wird die Abhängigkeit des Umschlingungswinkels von maßgeblichen Parametern untersucht.

Abstract

This paper deals with the mathematical modelling of the contact angle of a metal strip supported by periodically assembled rolls, as it is often the case in strip processing plants. The derivation of the governing differential equation is carried out by means of the calculus of variations for moving boundaries. An ideal-elastic-ideal-plastic material law of a periodic bending cycle is introduced. Simulation studies are used to evaluate the influence of essential parameters on the contact angle.

Schlagwörter: Mathematische Modellierung; Variationsrechnung; variable Ränder; Plastizität; periodische Verformung

Keywords: Mathematical modelling; calculus of variations; moving boundary; plasticity; periodic deformation

About the article

Georg Stadler

Georg Stadler beschäftigt sich mit dem modellbasierten Reglerentwurf für spezielle Prozesse in der Stahlindustrie.

Christian Doppler Labor für modellbasierte Prozessregelung in der Stahlindustrie, Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Gußhausstr. 27–29, 1040 Wien, Tel: +43(0)158801-37601

Andreas Steinboeck

Andreas Steinboeck ist APART Stipendiat der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Hauptarbeitsgebiete: Numerische Methoden, mechanische Strukturen, Stabilitätsanalyse, Modellierung, Identifikation, Optimierung und Regelung von nichtlinearen dynamischen Systemen sowie Anwendungen bei kontinuierlichen Produktionsprozessen und in der Walzwerks- und Stahlindustrie.

Technische Universiät Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Gußhausstr. 27–29, 1040 Wien, Tel: +43(0)158801-37601

Michael Baumgart

Michael Baumgart beschäftigt sich mit dem modellbasierten Reglerentwurf für spezielle Prozesse in der Stahlindustrie.

Christian Doppler Labor für modellbasierte Prozessregelung in der Stahlindustrie, Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Gußhausstr. 27–29, 1040 Wien, Tel: +43(0)158801-37601

Andreas Kugi

Andreas Kugi ist Vorstand des Instituts für Automatisierungs- und Regelungstechnik an der TU Wien. Seine Forschungsgebiete umfassen die physikalisch basierte Modellierung und Regelung von (nichtlinearen) mechatronischen Systemen, differentialgeometrische und optimierungsbasierte Methoden der nichtlinearen Regelungstechnik sowie die Regelung von Systemen mit verteilten Parametern. Er ist an einer Vielzahl von Industrieprojekten beteiligt, im Speziellen im Bereich der Automatisierung im Stahlbereich. Prof. Kugi ist Editor-in Chief des IFAC Journals Control Engineering Practice und wirkliches Mitglied der österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Christian Doppler Labor für modellbasierte Prozessregelung in der Stahlindustrie, Technische Universität Wien, Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik, Gußhausstr. 27–29, 1040 Wien, Tel: +43(0)158801-37601


Accepted: 2015-07-08

Received: 2015-03-31

Published Online: 2015-07-31

Published in Print: 2015-08-28


Citation Information: at - Automatisierungstechnik, Volume 63, Issue 8, Pages 646–655, ISSN (Online) 2196-677X, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2015-0043.

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©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston.Get Permission

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[1]
Michael Baumgart, Andreas Steinboeck, Martin Saxinger, and Andreas Kugi
Acta Mechanica, 2017, Volume 228, Number 7, Page 2455

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