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Das zeitlich veränderliche Temperaturfeld an Werkzeugmaschinen bedingt zeitabhängige Verformungen der Maschine und damit Verlagerungen an der Wirkstelle, welche die erreichbaren Werkstückgenauigkeiten begrenzen. Die Kenntnis dieses Temperaturfelds ist sowohl für die zielgerichtete Gestaltung und Variantenbewertung im Rahmen der Maschinenentwicklung als auch für die steuerungsintegrierten Ansätze zur Korrektur der thermisch bedingten Bewegungsfehler erforderlich. Insbesondere die Echtzeitkorrekturen setzen jedoch schnelle Berechnungsmethoden für das Temperaturfeld der Werkzeugmaschinen-Struktur und damit entsprechend kompakte Modelle voraus. In diesem Beitrag werden am Beispiel des Ständers einer Fräsmaschine ausgehend von der CAD-Geometrie, drei Wege zur Erzeugung kompakter Berechnungsmodelle für das Temperaturfeld vorgestellt und mit einer transienten thermischen FE-Rechnung einer geometrisch detailliert abgebildeten Ständerstruktur hinsichtlich Aufbereitungsaufwand, Modelldimension, Rechenzeit und Ergebnisqualität verglichen.

Berechnung von Temperaturfeldern an Werkzeugmaschinen: Vergleichende Untersuchung alternativer Methoden zur Erzeugung kompakter Modelle