Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme: Methoden der Mechanik zum rechnergestützten Entwurf und zur Analyse mechatronischer Systeme: Grundlagen und Fortschritte der Ingenieurwissenschaften

Mehrkörperdynamik - Elastizitätstheorie - Bewegungsgleichungen - FEM - Mehrkörpersysteme - Simulationsmodelle

Dr.-Ing. Richard Schwertassek ist Abteilungsleiter Mehrkörperdynamik bei der DLR, Institut für Robotik und Systemdynamik.
Prof. Dr.-Ing. Oskar Wallrapp lehrt Feinwerktechnik/ Physikalische Technik an der FH München.

Richard Schwertassek, Oskar Wallrapp
Dynamik flexibler Mehrkörpersysteme

Software zum rechnergestützten Entwurf und zur Analyse mechatronischer Systeme enthält u. a. Optionen zur Berücksichtigung von Mehrkörpersystemen (MKS). Solche Werkzeuge finden wachsende Verbreitung und verändern die Arbeitsweise der Ingenieure. Die zur Einsparung von Material und Energie angestrebte Leichtbauweise technischer Systeme erfordert die Modellierung von Verformungen der Körper, steigert die Komplexität der Modelle und erschwert die Interpretation der Ergebnisse von MKS-Software ("don't trust the pretty pictures").
Die Anwendung der leistungsfähigen, aber wegen ihrer Komplexität auch fehleranfälligen MKS-Programme erfordert das Verständnis der ihnen zugrunde liegenden Theorie. Methoden der Mechanik zur Analyse flexibler Mehrkörpersysteme werden hier in einer Form vermittelt, die den Umgang mit MKS-Programmen erleichtern soll. Die Darstellung geht von den Grundlagen der Kontinuumsmechanik aus und orientiert sich nicht nur an der Entwicklung von MKS-Programmen. Wie an Beispielen gezeigt wird, können die Verfahren auch mit Computer Algebra Systemen (z.B. Mathematica) genutzt werden, um mit einfachen Modellen die Tragfähigkeit von Aussagen komplexer Programme abzuschätzen. Die Analyse einfacher Modelle erlaubt überdies die Verbesserung der für technische Problemstellungen aus der Praxis notwendigerweise oft sehr komplexen Modelle und ermöglicht damit eine effizientere Nutzung der Entwurfs- und Analyseprogramme.

Der Inhalt
o Grundlagen zur Modellierung von MKS (Kontinuumsmechanik, Balken, Finite-Elemente-Systeme);
o Formalismen zur Angabe der Bewegungsgleichungen und Datenstrukturen zur Beschreibung flexibler MKS;
o mit Computer Algebra Systemen nachvollziehbare Beispiele.

Die Zielgruppen
o Studierende der Ingenieurwissenschaften an Fachhochschulen, Gesamthochschulen und Universitäten;
o berufstätigeIngenieure, insbesonder