Motiviert durch das Bestreben, den Aufwand zur Modellierung elastischer Körper im Hinblick auf den Nutzen für die Systemsimulation im Vorfeld realistisch abzuschätzen und zu verringern, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Anwendungsleitlinie für Schwingungssimulationen entwickelt. Diese dient auch dazu, die Einstiegshürde zur Nutzung der elastischen Mehrkörpersimulation zu verringern. Zur Zielerreichung wurden im ersten Schritt an zwei Beispielsystemen einem Windenergiegetriebe und einem Handhabungsgerät - experimentelle Modal- und Betriebsschwingungsanalysen vorgenommen. Anschließend erfolgte sukzessiv die Modellbildung der Systeme über mehrere Abstraktionsgrade hinweg: vom Drehschwingungsmodell bis zum Mehrkörpermodell mit sechs Freiheitsgraden und einem elastisch dargestellten Bauteil. Zusätzlich wurden die Finite Elemente Modelle der elastisch ausgeführten Körper bezüglich ihrer charakteristischen Eigenschaften mit Einfluss auf das Schwingungsverhalten untersucht. Die Erkenntnisse aus dem Modellaufbau wurden im zweiten Schritt verallgemeinert und gemeinsam mit Ansätzen aus der Literatur zu einer Anwendungsleitlinie weiterentwickelt. Gekennzeichnet ist die Methodik durch eine Zweiteilung in einen Ausgangs- und einen Simulationsraum.
Zur Erweiterung der Leitlinie wurde ergänzend ein Vorschlag zur Gestaltung eines Modellkatalogs erarbeitet. Dieser greift die bauteilspezifischen Charakteristika der Beispielsysteme auf und bietet Lösungen unterschiedlicher Komplexitätsstufen zur Abbildung an. Weitere Unterstützung beim Einstieg in das Thema elastische Mehrkörpersimulation findet der Leser durch den gegebenen Stand der Technik, der die Simulationsmethoden MKS, FEM und auch die Reduktion elastischer Körper in aller Kürze beschreibt und auf weiterführende Literatur verweist.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Motiviert durch das Bestreben, den Aufwand zur Modellierung elastischer Körper im Hinblick auf den Nutzen für die Systemsimulation im Vorfeld realistisch abzuschätzen und zu verringern, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Anwendungsleitlinie für Schwingungssimulationen entwickelt. Diese dient auch dazu, die Einstiegshürde zur Nutzung der elastischen Mehrkörpersimulation zu verringern. Zur Zielerreichung wurden im ersten Schritt an zwei Beispielsystemen einem Windenergiegetriebe und einem Handhabungsgerät - experimentelle Modal- und Betriebsschwingungsanalysen vorgenommen. Anschließend erfolgte sukzessiv die Modellbildung der Systeme über mehrere Abstraktionsgrade hinweg: vom Drehschwingungsmodell bis zum Mehrkörpermodell mit sechs Freiheitsgraden und einem elastisch dargestellten Bauteil. Zusätzlich wurden die Finite Elemente Modelle der elastisch ausgeführten Körper bezüglich ihrer charakteristischen Eigenschaften mit Einfluss auf das Schwingungsverhalten untersucht. Die Erkenntnisse aus dem Modellaufbau wurden im zweiten Schritt verallgemeinert und gemeinsam mit Ansätzen aus der Literatur zu einer Anwendungsleitlinie weiterentwickelt. Gekennzeichnet ist die Methodik durch eine Zweiteilung in einen Ausgangs- und einen Simulationsraum.
Zur Erweiterung der Leitlinie wurde ergänzend ein Vorschlag zur Gestaltung eines Modellkatalogs erarbeitet. Dieser greift die bauteilspezifischen Charakteristika der Beispielsysteme auf und bietet Lösungen unterschiedlicher Komplexitätsstufen zur Abbildung an. Weitere Unterstützung beim Einstieg in das Thema elastische Mehrkörpersimulation findet der Leser durch den gegebenen Stand der Technik, der die Simulationsmethoden MKS, FEM und auch die Reduktion elastischer Körper in aller Kürze beschreibt und auf weiterführende Literatur verweist.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Motiviert durch das Bestreben, den Aufwand zur Modellierung elastischer Körper im Hinblick auf den Nutzen für die Systemsimulation im Vorfeld realistisch abzuschätzen und zu verringern, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Anwendungsleitlinie für Schwingungssimulationen entwickelt. Diese dient auch dazu, die Einstiegshürde zur Nutzung der elastischen Mehrkörpersimulation zu verringern. Zur Zielerreichung wurden im ersten Schritt an zwei Beispielsystemen einem Windenergiegetriebe und einem Handhabungsgerät - experimentelle Modal- und Betriebsschwingungsanalysen vorgenommen. Anschließend erfolgte sukzessiv die Modellbildung der Systeme über mehrere Abstraktionsgrade hinweg: vom Drehschwingungsmodell bis zum Mehrkörpermodell mit sechs Freiheitsgraden und einem elastisch dargestellten Bauteil. Zusätzlich wurden die Finite Elemente Modelle der elastisch ausgeführten Körper bezüglich ihrer charakteristischen Eigenschaften mit Einfluss auf das Schwingungsverhalten untersucht. Die Erkenntnisse aus dem Modellaufbau wurden im zweiten Schritt verallgemeinert und gemeinsam mit Ansätzen aus der Literatur zu einer Anwendungsleitlinie weiterentwickelt. Gekennzeichnet ist die Methodik durch eine Zweiteilung in einen Ausgangs- und einen Simulationsraum.
Zur Erweiterung der Leitlinie wurde ergänzend ein Vorschlag zur Gestaltung eines Modellkatalogs erarbeitet. Dieser greift die bauteilspezifischen Charakteristika der Beispielsysteme auf und bietet Lösungen unterschiedlicher Komplexitätsstufen zur Abbildung an. Weitere Unterstützung beim Einstieg in das Thema elastische Mehrkörpersimulation findet der Leser durch den gegebenen Stand der Technik, der die Simulationsmethoden MKS, FEM und auch die Reduktion elastischer Körper in aller Kürze beschreibt und auf weiterführende Literatur verweist.
Aktualisiert: 2023-06-30
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Motiviert durch das Bestreben, den Aufwand zur Modellierung elastischer Körper im Hinblick auf den Nutzen für die Systemsimulation im Vorfeld realistisch abzuschätzen und zu verringern, wurde in der vorliegenden Arbeit eine Anwendungsleitlinie für Schwingungssimulationen entwickelt. Diese dient auch dazu, die Einstiegshürde zur Nutzung der elastischen Mehrkörpersimulation zu verringern. Zur Zielerreichung wurden im ersten Schritt an zwei Beispielsystemen einem Windenergiegetriebe und einem Handhabungsgerät - experimentelle Modal- und Betriebsschwingungsanalysen vorgenommen. Anschließend erfolgte sukzessiv die Modellbildung der Systeme über mehrere Abstraktionsgrade hinweg: vom Drehschwingungsmodell bis zum Mehrkörpermodell mit sechs Freiheitsgraden und einem elastisch dargestellten Bauteil. Zusätzlich wurden die Finite Elemente Modelle der elastisch ausgeführten Körper bezüglich ihrer charakteristischen Eigenschaften mit Einfluss auf das Schwingungsverhalten untersucht. Die Erkenntnisse aus dem Modellaufbau wurden im zweiten Schritt verallgemeinert und gemeinsam mit Ansätzen aus der Literatur zu einer Anwendungsleitlinie weiterentwickelt. Gekennzeichnet ist die Methodik durch eine Zweiteilung in einen Ausgangs- und einen Simulationsraum.
Zur Erweiterung der Leitlinie wurde ergänzend ein Vorschlag zur Gestaltung eines Modellkatalogs erarbeitet. Dieser greift die bauteilspezifischen Charakteristika der Beispielsysteme auf und bietet Lösungen unterschiedlicher Komplexitätsstufen zur Abbildung an. Weitere Unterstützung beim Einstieg in das Thema elastische Mehrkörpersimulation findet der Leser durch den gegebenen Stand der Technik, der die Simulationsmethoden MKS, FEM und auch die Reduktion elastischer Körper in aller Kürze beschreibt und auf weiterführende Literatur verweist.
Aktualisiert: 2020-02-12
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In dieser Dissertation werden zwei Arten von gekoppelter Simulation anhand einfacher Testmodelle untersucht und auf komplexe, multiphysikalische Systeme angewandt. Dazu werden die Gesamtsysteme in monodisziplinäre Subsysteme aufgeteilt. Die Modellierung der Subsysteme erfolgt mithilfe kommerzieller Programme. Für die Simulation werden die in den Programmen integrierten Gleichungslöser eingesetzt. In den komplexen Anwendungen wird in dieser Arbeit immer ein Mehrkörpersystem (MKS) mit einem oder mehreren Modellen aus einer anderen Disziplin gekoppelt. Hierbei hat das MKS-Modell grundsätzlich Kräfte und Momente als Eingangsvariablen und kinematische Größen (Weg und Geschwindigkeit) als Ausgangsvariablen.
Der erste Typ der gekoppelten Simulation, hier als Co-Simulation bezeichnet, verbindet zwei oder mehr dynamische Subsysteme. Hierfür werden vier verschiedene Co-Simulationsverfahren erläutert und anhand eines Co-Simulationstestmodells (Zweimassenschwinger) analysiert. Mithilfe der Co-Simulation werden ein Common-Rail-Einspritzsystem, eine Thomson Spule, ein Recloser und ein Fallturm simuliert.
Der zweite Typ der gekoppelten Simulation, hier als Solverkopplung bezeichnet, verbindet ein dynamisches mit einem oder mehreren statischen Subsystemen. Als Testmodell für drei unterschiedliche Verfahren der dynamisch-statischen Solverkopplung dient ein Einmassenschwinger mit nichtlinearen Feder- und Dämpferelementen. Die Anwendung ist hierbei ein Rotor mit einem hydrodynamischen Gleitlager.
Aktualisiert: 2020-06-05
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