Project

Doctoral Thesis

Updates
0 new
0
Recommendations
0 new
0
Followers
0 new
0
Reads
0 new
52

Project log

Stefan Heinrich
added a research item
Dieser Beitrag zeigt, dass sich neue Möglichkeiten und Entwicklungsfelder durch den Einsatz von Systemsimulatoren in der Getriebesynthese ergeben. Der Ansatz, jegliche Bewegungsaufgaben mathematisch in Form von Unterstützungsmodulen in einer Programmoberfläche zu komplexen Modellen zu verbinden, ermöglicht die Umsetzung einer ganzheitlichen Getriebesynthese mit einem kontinuierlichen Analyse-Synthese-Parameter-Abgleich. Der Anwender kann somit in nur einer Programmoberfläche sowohl Mechanismen-Synthese als -Analyse durchführen und beispielsweise durch entsprechende Optimierungen den getriebedynamisch günstigsten Mechanismus ermitteln.
Stefan Heinrich
added 7 research items
Developing nonlinear transmitting planar coupler linkages represents a domain enclosing field in mechanical engineering. On the one hand, there is a demand for an efficient layer synthesis (geometrical sizing of the links) and on the other hand, it is necessary to adapt to a constantly changing software environment. Thus, it is desired to crosslink the kinematical and kinetical synthesis and analysis of linkages within one software environment. Based on a paper about the Analysis-Synthesis-Parameter-Adjustment (ASPA), published at the 18 th ITI Symposium in 2015, an extensive synthesis library has been developed in SimulationX.
In dem Beitrag wird das Konzept des modulbasierten Analyse-Sythese-Parameter-Abgleiches (ASPA) in dessen Umsetzng innerhalb von SimulationX vorgestellt. Die Möglichkeiten der kinematischen und dynamischen Untersuchung ebener Mechanismen innerhalb von SimulationX stehen dabei im Fokus.
Heutige Arbeitsmaschinen arbeiten meist mit hybriden Antriebssystemen, bei welchen versucht wird, mechatronische Antriebskonzepte umzusetzen. Dennoch gibt es vor allem im Verarbeitungs- und Textilmaschinenbau Anforderungen, die zu rein mechanischen Antriebslösungen führen. Die dabei meist eingesetzten vielgliedrigen Koppelgetriebe zeichnen sich vor allem durch eine hohe dynamische Belastbarkeit aus und arbeiten meist in Drehzahlbereichen, bei denen eine rein kinetostatische Betrachtung heutzutage nicht mehr ausreicht. Aus diesem Grund ist es notwendig, die kinetischen Randbedingungen und Analysegrößen bereits während der Synthese abzubilden. Ein solch ganzheitlicher Ansatz wurde an der Professur MHT der TU Chemnitz in den vergangenen Jahren entwickelt und in den Veröffentlichungen [1–3] als ein modulbasierter Analyse-Synthese-Parameter-Abgleich in Systemsimulatoren (wie ITI SimulationX) vorgestellt. Für Antriebssysteme mit hoher kinetischer Energie und großen auftretenden Schwerpunktbeschleunigungen bietet Dresig [4] Ansätze zur Modellbildung. Eine wichtige Voraussetzung für solche Untersuchungen ist jedoch eine möglichst genaue Kenntnis der Masseparameter des betrachteten Koppelgetriebes. Hierzu zählen die Schwerpunktlagen, Massen und Massenträgheitsmomente der einzelnen Getriebeglieder. Auf der vergangenen IFToMM DACH Konferenz in Chemnitz 2017 [5] wurden Ansätze vorgestellt, diese ebenfalls während der Synthese abzubilden. Der Beitrag beschäftigt sich nun mit den Möglichkeiten, die sich aus dem erstmals ganzheitlichen Ansatz innerhalb eines Systemsimulators ergeben. Dabei liegt der Fokus auf der Beeinflussung des Lagerspiels, welches in Form von Pendelschwingungen auftritt. Diese Pendelschwingungen führen zu einer Kraftüberhöhung und können durch die Synthese aktiv beeinflusst werden. Weiterführend existiert ein Kriterium nach Earles und Wu [6], welches die Beurteilung des Lagerspiels bezogen auf die Wahrscheinlichkeit des Kontaktverlustes und somit auftretenden Spielstoßes im Lager ermöglicht. Mit Hilfe des ASPA gelingt es nun, dieses Kriterium während der Synthese abzubilden. An einem Beispiel zeigt der Beitrag, dass die Gefahr für Spielstoß in einem Gelenk mit Hilfe dieses Kriteriums minimiert werden kann. Im ersten Schritt wird demonstriert, wie die Modellierung mit der neu entwickelten modularen Synthesebibliothek in SimulationX erfolgt. Die erstellten Module und deren Algorithmen lassen sich dabei auch in andere Programmumgebungen implementieren, beispielsweise Matlab. Aufbauend auf einem, mit der Synthese verknüpften Analysemodell nach VDI Richtlinie 2729, zeigt der Beitrag die Bildung von Submodellen zur Berücksichtigung zusätzlicher Freiheiten. Diese sind notwendig für die Modellierung von Lagerspiel. Die Ansätze zur Abbildung der Masseparameter ermöglichen anschließend eine Optimierung des Gesamtmodells hinsichtlich der Minimierung von Lagerspiel und der Gefahr von Spielstoß.
Maik Berger
added a research item
Der Beitrag zeigt einen Ansatz zur Fertigung schlauchförmiger triaxialer Halbzeuge bzw. Preforms mit gewebeartiger Bindungsstruktur. Als innovativer Kern der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ist das neuartige und zum Patent angemeldete Verlegeprinzip mit zugehörigem Vorrichtungskonzept hervorzuheben. Für die Gestaltung der optimalen Verlegung unter direkter Berücksichtigung der Antriebstechnik wurde eine prozessorientierte Synthesemethodik, auf Basis einer Technologiesynthese, erarbeitet. Die numerische Modellbildung der Verlegetech-nik erlaubt unter anderem die frühzeitige Integration von Materialparametern als Vorstufe einer Prozesssimulation. Ziel dabei war die Ermittlung des Prozessfensters für Fadenspannungen unter Berücksichtigung der Abzugsbewegung. Im Ergebnis wird ein Ansatz zur virtuellen Veri-fikation der Fadenablage im Zusammenspiel mit der kinematischen Optimierung der Verlege-bewegungen vorgestellt. Für das virtuelle Prototyping war es allerdings notwendig, sowohl die materialspezifischen Kennwerte und die Reibungszustände des Flechtmaterials als auch die Prozesskinematik in die FE-Software zu implementieren.
Stefan Heinrich
added 2 research items
This paper shows that new opportunities and areas of development arise from using a module-based layer synthesis and description of mass properties combined with a domain spanning system simulation software. That allows for a holistic mechanism synthesis with a continuous analysis-synthesis-parameter-adjustment (ASPA). Hence, the user may perform both mechanism analysis and synthesis employing one single program interface with, what is also possible, an identification of the ideal mechanism in terms of dynamics during an optimization process.
Im Vortrag geht es um die Erstellung von Berechnungsmodellen zur Simulation ebener Koppelgetriebe in SimulationX. Der Fokus liegt hierbei auf der vollparametrischen Modellsteuerung während der Getriebesynthese in SimulationX. Neben Möglichkeiten zur Steuerung und Variation der Simulationsmodelle während der Berechnung wird die Entwicklung von Berechnungsmodulen zur Individualisierung des Berechnungsprozesses vorgestellt. Möglichkeiten zur Steuerung der Simulation und Co-Simulation bei anderen Programmen ist ebenfalls Thema weiterer Ansätze zur domänenübergreifenden Gesamtsimulation von Koppelgetrieben.