Aktualisiert: 2023-07-03
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Analyse und Optimierung von Mehrkörpersystemen
Schlüsselwort: Mehrkörpersystem
Analyse und Optimierung von Mehrkörpersystemen
Analyse und Optimierung von Mehrkörpersystemen
Modellbildung kinematischer Strukturen als Komponente der Montageplanung
Die Simulationstechnik gewinnt in unterschiedlichen Anwendungen immer mehr an Bedeutung. Besonders die Bewegungssimulation entwickelt sich zu einem unerläßlichen Hilfsmittel bei der Einsatzplanung von Robotern im Industriebetrieb. Ziel dieser Publikation ist die Erstellung eines realitätsnahen graphischen Robotermodells. In der ersten Stufe werden dazu die einzelnen Aspekte der kinematischen Modellbildung behandelt. Eine Präzisierung des Bewegungs rhaltens wird in der zweiten Stufe mit der Einbeziehung der Dynamik erreicht. Hierzu wird eine Datenschnittstelle zwischen einem Programmpaket zur Berechnung der Dynamik von Mehrkörpersystemen und dem Bewegungssimulationsprogramm konzipiert und ausprogrammiert. Zuletzt wird anhand von Messungen am realen Roboter einerseits und der entsprechenden Simulationsrechnungen andererseits das Simulationsmodell verifiziert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Modellbildung kinematischer Strukturen als Komponente der Montageplanung
Die Simulationstechnik gewinnt in unterschiedlichen Anwendungen immer mehr an Bedeutung. Besonders die Bewegungssimulation entwickelt sich zu einem unerläßlichen Hilfsmittel bei der Einsatzplanung von Robotern im Industriebetrieb. Ziel dieser Publikation ist die Erstellung eines realitätsnahen graphischen Robotermodells. In der ersten Stufe werden dazu die einzelnen Aspekte der kinematischen Modellbildung behandelt. Eine Präzisierung des Bewegungs rhaltens wird in der zweiten Stufe mit der Einbeziehung der Dynamik erreicht. Hierzu wird eine Datenschnittstelle zwischen einem Programmpaket zur Berechnung der Dynamik von Mehrkörpersystemen und dem Bewegungssimulationsprogramm konzipiert und ausprogrammiert. Zuletzt wird anhand von Messungen am realen Roboter einerseits und der entsprechenden Simulationsrechnungen andererseits das Simulationsmodell verifiziert.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Kinematik und Robotik
Fundiert und methodisch sauber führt dieses Buch in die mathematischen und geometrischen Grundlagen der ebenen Kinematik sowie der Raum- und der Roboterkinematik ein. Anhand von zahlreichen Beispielen und einer Vielzahl von Illustrationen werden die hier verwendeten Verfahren erläutert. Die sehr allgemeine Darstellung versetzt den Leser in die Lage, neuartige Problemstellungen mit diesen Methoden zu bewältigen. Insbesondere wird die Übertragung auf den Computer erleichtert. Auch die klassischen Ergebnisse der ebenen und der Raumkinematik wurden so modern aufbereitet, dass ein nahtloser Übergang zu neuesten Forschungsergebnissen der Roboterkinematik geschaffen wird. Die Autoren sind namhafte Hochschullehrer aus Technik und angewandter Mathematik.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Kinematik und Robotik
Fundiert und methodisch sauber führt dieses Buch in die mathematischen und geometrischen Grundlagen der ebenen Kinematik sowie der Raum- und der Roboterkinematik ein. Anhand von zahlreichen Beispielen und einer Vielzahl von Illustrationen werden die hier verwendeten Verfahren erläutert. Die sehr allgemeine Darstellung versetzt den Leser in die Lage, neuartige Problemstellungen mit diesen Methoden zu bewältigen. Insbesondere wird die Übertragung auf den Computer erleichtert. Auch die klassischen Ergebnisse der ebenen und der Raumkinematik wurden so modern aufbereitet, dass ein nahtloser Übergang zu neuesten Forschungsergebnissen der Roboterkinematik geschaffen wird. Die Autoren sind namhafte Hochschullehrer aus Technik und angewandter Mathematik.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Kinematik und Robotik
Fundiert und methodisch sauber führt dieses Buch in die mathematischen und geometrischen Grundlagen der ebenen Kinematik sowie der Raum- und der Roboterkinematik ein. Anhand von zahlreichen Beispielen und einer Vielzahl von Illustrationen werden die hier verwendeten Verfahren erläutert. Die sehr allgemeine Darstellung versetzt den Leser in die Lage, neuartige Problemstellungen mit diesen Methoden zu bewältigen. Insbesondere wird die Übertragung auf den Computer erleichtert. Auch die klassischen Ergebnisse der ebenen und der Raumkinematik wurden so modern aufbereitet, dass ein nahtloser Übergang zu neuesten Forschungsergebnissen der Roboterkinematik geschaffen wird. Die Autoren sind namhafte Hochschullehrer aus Technik und angewandter Mathematik.
Aktualisiert: 2023-07-03
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Modellbasierte Prozessvorhersagen für das Bürstspanen mit gebundenem Schleifmittel.
Das Bürstspanen mit gebundenem Schleifmittel ist ein industriell vielfach eingesetztes Fertigungsverfahren zur Nachbearbeitung von technischen Oberflächen. Die Auslegung der dazugehörigen Bürstprozesse erfolgt jedoch in den meisten Anwendungsfällen auf Grundlage von zeitaufwändigen Vorversuchen und Erfahrungswerten. Um eine wissensbasierte Prozessauslegung zu ermöglichen, wird in dieser Arbeit ein besseres Verständnis zur Technologie des Bürstspanens mit gebundenem Schleifmittel von technischen Oberflächen aufgebaut. Dazu werden auf Grundlage von experimentellen Untersuchungen empirische Prozessmodelle erstellt, die Vorhersagen zur Produktivität von Bürstprozessen an Werkstücken mit einfacher Geometrie bereitstellen. Zusätzlich wird ein kinetisches Prozessmodell entwickelt, das an Werkstücken mit variierenden geometrischen Ausprägungen zur Berechnung der wirkenden Bearbeitungskräfte und der Bewegung der Schleiffilamente des Bürstwerkzeuges eingesetzt werden kann. Die kombinierte Anwendung der Prozessmodelle bietet schließlich die Möglichkeit Vorhersagen zur Wirtschaftlichkeit des Bürstprozesses für komplexe Werkstückgeometrien zu treffen, ohne zusätzliche experimentelle Untersuchungen durchzuführen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Modellbasierte Prozessvorhersagen für das Bürstspanen mit gebundenem Schleifmittel.
Das Bürstspanen mit gebundenem Schleifmittel ist ein industriell vielfach eingesetztes Fertigungsverfahren zur Nachbearbeitung von technischen Oberflächen. Die Auslegung der dazugehörigen Bürstprozesse erfolgt jedoch in den meisten Anwendungsfällen auf Grundlage von zeitaufwändigen Vorversuchen und Erfahrungswerten. Um eine wissensbasierte Prozessauslegung zu ermöglichen, wird in dieser Arbeit ein besseres Verständnis zur Technologie des Bürstspanens mit gebundenem Schleifmittel von technischen Oberflächen aufgebaut. Dazu werden auf Grundlage von experimentellen Untersuchungen empirische Prozessmodelle erstellt, die Vorhersagen zur Produktivität von Bürstprozessen an Werkstücken mit einfacher Geometrie bereitstellen. Zusätzlich wird ein kinetisches Prozessmodell entwickelt, das an Werkstücken mit variierenden geometrischen Ausprägungen zur Berechnung der wirkenden Bearbeitungskräfte und der Bewegung der Schleiffilamente des Bürstwerkzeuges eingesetzt werden kann. Die kombinierte Anwendung der Prozessmodelle bietet schließlich die Möglichkeit Vorhersagen zur Wirtschaftlichkeit des Bürstprozesses für komplexe Werkstückgeometrien zu treffen, ohne zusätzliche experimentelle Untersuchungen durchzuführen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Wirkkettenanalyse des Schwingungsphänomens Anfahrstempeln
Bei frontgetriebenen Fahrzeugen kann es bei niedrigem Reibwertniveau der Fahrbahnoberfläche zum Haftungsabriss am Reifen und zum Aufschwingen des Antriebsstrangs kommen. Dieses Schwingungsphänomen wird aufgrund der einhergehenden Beeinträchtigungen von Akustik und Fahrkomfort als Anfahrstempeln bezeichnet. Damit verbunden sind in der Regel unkontrolliert ansteigende Bauteilkräfte in den Aggregatelagern, die zur Reduzierung der Lebensdauer führen können. Ziel der Untersuchungen ist die Wirkkettenanalyse des mechanischen Schwingungssystems, die Ableitung der Entstehungsmechanismen, sowie die Ermittlung der vorherrschenden Bewegungsform. Anhand von Fahr- und Prüfstandsversuchen werden virtuelle mechanische Ersatzmodelle validiert. Diese sind zum einen ein virtuelles Prüfstandsmodell und zum anderen ein davon abgeleitetes mechanisches Modell eines virtuellen, freien Fahrzeuges. Durch die Kombination dieser vier Methoden werden die Haupteinflussgrößen auf eine Lastminderung, das Aufklingverhalten der Schwingung, die Schwingfrequenz und die Auftretenswahrscheinlichkeit eines Stempelvorganges identifiziert. Untersuchungsgegenstand sind dabei alle mechanischen Einflussparameter von Antriebsstrang, Fahrwerk, Reifen, Aggregatelagerung und Gesamtfahrzeugeigenschaften, sowie Fremderregungen als Folge von Straßenunebenheiten.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Numerische Korrosionssimulation von konstruktiven Schwachstellen für die industrielle Anwendung
Mit welchen Ansätzen kann der Korrosionsstart und -fortschritt an Kanten und in Flanschen über einen längeren Zeitraum simuliert werden? Zur Beantwortung der Forschungsfrage werden anhand der genannten konstruktiven Schwachstellen geometrische Charakterisierungen, messtechnisch ermittelte Kennwerte, entwickelte Simulationsmodelle, Parameterstudien und experimentelle Validierungen präsentiert. Beide Simulationsansätze ermöglichen die Simulation des jeweiligen Anwendungsfalls, ohne dabei die Struktur des vorliegenden Materialmodells zu verlassen. Dabei werden durch geeignete analytische Funktionen die Quantitäten geometrischer Eigenschaften in einfache Ersatzgeometrien implementiert. Diese Vorteile führen zusammen mit der hohen Effizienz der beiden Modelle und der guten Übereinstimmung zu versuchstechnischen Untersuchungen zu einer praktikablen Lösung für die industrielle Anwendung.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Technische Dynamik
Die Technische Dynamik, ein Teilgebiet der Technischen Mechanik, ist heute eine weit verzweigte Wissenschaft mit Anwendungen im Maschinen- und Fahrzeugbau, in der Raumfahrt und bis hinein in die Regelungstechnik. In diesem Lehrbuch werden die heute gebräuchlichen Berechnungsmethoden auf einer gemeinsamen Basis dargestellt. Zu diesem Zweck wird die analytische Mechanik herangezogen, wobei sich das d'Alembertsche Prinzip in der Lagrange'schen Fassung als besonders fruchtbar erweist. So lassen sich die Methoden der Mehrkörpersysteme, der Finiten Elemente und der kontinuierlichen Systeme in einheitlicher Weise behandeln. Dies vermittelt den Studierenden ein tieferes Verständnis und versetzt den Ingenieur in der Praxis in die Lage, Berechnungsergebnisse besser beurteilen zu können. Für die 2. Auflage flossen zahlreiche Anregungen und Erfahrungen aus dem Lehrbetrieb in die Neubearbeitung des Buches ein. So wird u.a. die Darstellung elastischer Mehrkörpersysteme vertieft und die Beschreibung mechanischer Systeme in Deskriptorform durch differential-algebraische Gleichungen neu hinzugenommen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Kinematik und Robotik
Fundiert und methodisch sauber führt dieses Buch in die mathematischen und geometrischen Grundlagen der ebenen Kinematik sowie der Raum- und der Roboterkinematik ein. Anhand von zahlreichen Beispielen und einer Vielzahl von Illustrationen werden die hier verwendeten Verfahren erläutert. Die sehr allgemeine Darstellung versetzt den Leser in die Lage, neuartige Problemstellungen mit diesen Methoden zu bewältigen. Insbesondere wird die Übertragung auf den Computer erleichtert. Auch die klassischen Ergebnisse der ebenen und der Raumkinematik wurden so modern aufbereitet, dass ein nahtloser Übergang zu neuesten Forschungsergebnissen der Roboterkinematik geschaffen wird. Die Autoren sind namhafte Hochschullehrer aus Technik und angewandter Mathematik.
Aktualisiert: 2023-04-01
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FEM
Die CAE-Technik als integratives Verfahren zum Konstruieren und Berechnen hat die Arbeitsweise der Ingenieure verändert. Als universelles Lösungsverfahren hat sich die Finite-Elemente-Methode bewährt, die in der Elastostatik, Elastodynamik, Wärmeleitung und Strömungsmechanik anwendbar ist.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Analyse und Optimierung von Mehrkörpersystemen
Modellbildung kinematischer Strukturen als Komponente der Montageplanung
Die Simulationstechnik gewinnt in unterschiedlichen Anwendungen immer mehr an Bedeutung. Besonders die Bewegungssimulation entwickelt sich zu einem unerläßlichen Hilfsmittel bei der Einsatzplanung von Robotern im Industriebetrieb. Ziel dieser Publikation ist die Erstellung eines realitätsnahen graphischen Robotermodells. In der ersten Stufe werden dazu die einzelnen Aspekte der kinematischen Modellbildung behandelt. Eine Präzisierung des Bewegungs rhaltens wird in der zweiten Stufe mit der Einbeziehung der Dynamik erreicht. Hierzu wird eine Datenschnittstelle zwischen einem Programmpaket zur Berechnung der Dynamik von Mehrkörpersystemen und dem Bewegungssimulationsprogramm konzipiert und ausprogrammiert. Zuletzt wird anhand von Messungen am realen Roboter einerseits und der entsprechenden Simulationsrechnungen andererseits das Simulationsmodell verifiziert.
Aktualisiert: 2023-04-01
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FEM
Die CAE-Technik als integratives Verfahren zum Konstruieren und Berechnen hat die Arbeitsweise der Ingenieure verändert. Als universelles Lösungsverfahren hat sich die Finite-Elemente-Methode bewährt, die in der Elastostatik, Elastodynamik, Wärmeleitung und Strömungsmechanik anwendbar ist.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme
Neben einer Einführung in Elastizitätstheorie und Finite-Elemente-Methode werden die Grundlagen zur Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme so dargelegt, wie sie für die Entwicklung von Simluationsprogrammen notwendig sind. Es werden besonders auch Probleme der Kopplung von FEM- und Mehrkörpersystem-Simulationsprogrammen angesprochen.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Optimierung der Berechnung der Schallabstrahlung von Getriebegehäusen
Die Arbeit beschäftigt sich mit der experimentellen Erfassung der Schwingungsanregung von Fahrzeuggetrieben, auch im Vergleich mit der Simulation. Sie leistet einen Beitrag zur Optimierung der Berechnungskette der Schallabstrahlung solcher Getriebe.
Nach der Entwicklung eines Messsystems zur Erfassung der Lagerkräfte wird ein Getriebeprüfstand entwickelt. Die Innenteile des untersuchten Getriebes werden rigoros vereinfacht. Nun verfügt das Getriebe über eine Stirnradstufe und vier Lagerstellen. Um Schallleistungsmessungen durchzuführen, wird die Prüfumgebung in einen Hallraum umgewandelt. Die Schwingungsanregung des Getriebegehäuses wird bei drei unterschiedlichen Schmierstofftemperaturen untersucht.
Nach der Validierung der Schwingungsanregung mit Hilfe eines Mehrkörper-Simulationsmodells werden Schallabstrahlungsberechnungen durchgeführt. Erstmalig werden dabei die validierten dynamischen Lagerkräfte mit in die Berechnungen eingebunden. Die simulierten Schallleistungen werden mit den experimentell erfassten verglichen. Insgesamt zeigen die experimentellen und rechnerischen Ergebnisse eine gute bis hervorragende Übereinstimmung.
Aktualisiert: 2020-01-15
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