Der aktuell große Fortschritt in der Raumfahrt sowie der Entwicklung hochsensibler Sensoren und weltraumtauglicher Technologien für zukünftige Missionen führt zu einer deutlich gestiegenen Nachfrage an Plattformen für die Forschung unter Weltraumbedingungen. Der neu entwickelte Einstein-Elevator ergänzt bestehende erdgebundene Einrichtungen mit einer deutlich gesteigerten Wiederholrate und erstmals simulierbaren, einstellbaren Schwerebedingungen, wie sie beispielsweise auf Mond oder Mars vorherrschen, für große und schwere Nutzlasten. Im Rahmen dieser Arbeit wird die mit einem einzigartigen Antriebs- und Führungskonzept ausgestattete Anlage hinsichtlich ihrer Eigenschaften mit Hinblick auf die erreichbare Restbeschleunigung des Experiments in der Mikrogravitationsphase analysiert. Prüfstandsuntersuchungen und Simulationen der Einzelkomponenten werden in einem Mehrkörpermodell zusammengefasst und nummerisch berechnet. Dessen Ergebnisse werden mit den ersten erfolgreichen Flügen im Einstein-Elevator verglichen.
Aktualisiert: 2022-03-03
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Der aktuell große Fortschritt in der Raumfahrt sowie der Entwicklung hochsensibler Sensoren und weltraumtauglicher Technologien für zukünftige Missionen führt zu einer deutlich gestiegenen Nachfrage an Plattformen für die Forschung unter Weltraumbedingungen. Der neu entwickelte Einstein-Elevator ergänzt bestehende erdgebundene Einrichtungen mit einer deutlich gesteigerten Wiederholrate und erstmals simulierbaren, einstellbaren Schwerebedingungen, wie sie beispielsweise auf Mond oder Mars vorherrschen, für große und schwere Nutzlasten. Im Rahmen dieser Arbeit wird die mit einem einzigartigen Antriebs- und Führungskonzept ausgestattete Anlage hinsichtlich ihrer Eigenschaften mit Hinblick auf die erreichbare Restbeschleunigung des Experiments in der Mikrogravitationsphase analysiert. Prüfstandsuntersuchungen und Simulationen der Einzelkomponenten werden in einem Mehrkörpermodell zusammengefasst und nummerisch berechnet. Dessen Ergebnisse werden mit den ersten erfolgreichen Flügen im Einstein-Elevator verglichen.
Aktualisiert: 2023-02-23
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Für die Abschätzung der ganzheitlichen dynamischen Eigenschaften während der Auslegung von Windenergieanlagen (WEA) werden in der Industrie elastische Mehrkörper-Simulationsmodelle eingesetzt. Die Absicherung der rechnerisch aus Simulationen erhaltenen Ergebnisse erfolgt gewöhnlich nach der Fertigstellung einer Prototypenanlage mit experimentellen Methoden.
Die vorliegende Arbeit beschreibt in ihrem ersten Teil die Entwicklung und Validierung eines hochaufgelösten, elastischen Mehrkörpermodells einer 2 MW Referenz WEA in dem universell einsetzbaren Mehrkörperprogramm SIMPACK. Messdaten der Prototypenanlage werden herangezogen und in Kombination mit den Simulationsergebnissen ausgewählter Konstruktionslastfälle für die Validierung des Betriebsverhaltens eingesetzt. Als eine relativ neue experimentelle Methode in der Windindustrie wird die Operative Modalanalyse (OMA) für die Ermittlung und Validierung der modalen Parameter der Prototypenanlage genutzt.
Im Hinblick auf die sehr zeit- und kostenintensiven Untersuchungen an realen WEA behandelt der zweite Teil der Arbeit die Entwicklung eines strukturdynamisch skalierten Teststands im Labormaßstab, dessen untere Eigenfrequenzen im Bereich der Werte von Multi-Megawatt-Anlagen liegen. Für die Erfassung des dynamischen Eigenverhaltens des Teststands mit Hilfe der OMA werden geeignete Messsysteme und Messstrategien vorgestellt. Die experimentellen Ergebnisse werden Simulationsstudien gegenübergestellt, welche aus einem analytischen Berechnungsmodell und einem elastischen Mehrkörpermodell hervorgehen. Auf diese Weise wird eine Methodik zur Ermittlung des globalen dynamischen Eigenverhaltens von WEA aufgezeigt.
Aktualisiert: 2020-12-26
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Achterbahnfahrzeuge werden während des Betriebs ständig durch wechselnde Beschleunigungen mit einem Mehrfachen ihres Gewichts belastet. Die Berechnung und die Messung der dadurch entstehenden Kräfte und Momente zwischen Fahrzeug und Tragstruktur werden im Rahmen dieser Arbeit erforscht. Ergebnisse der Arbeit sind ein vereinfachtes Berechnungsmodell und dessen Abgleich mit einem detaillierten Mehrkörpermodell, sowie die Bauform eines Mehrkomponentenaufnehmers für ein nichtangetriebenes Rad.
Aktualisiert: 2021-07-10
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