07 Fakultät Konstruktions-, Produktions- und Fahrzeugtechnik
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Item Open Access Prospects of the German multibody system research project on vehicle dynamics simulation(1992) Schiehlen, WernerThe German Research Council (DFG) decided 1987 to establish a nationwide research project devoted to dynamics of multibody systems. In this project 14 universities and research centers are cooperating with the goal to develop a general purpose multibody system software package. This concept provides the opportunity to use a modular structure of the software, i.e. different multibody formalisms may be combined with different simulation programmes via standardized interfaces. For the DFG project the database RSYST was chosen using standard FORTRAN 77 and an object oriented multibody system datamodel was defined. According to the modular concept the requirements of vehicle system dynamics as tire models or railway wheel-rail models, respectively, are easily met. The Iltis benchmark problem is used to demonstrate some features of the object oriented datamodel.Item Open Access Einfluss supergefinishter Dichtungsgegenlaufflächen auf die Funktion von Radial-Wellendichtungen(2016) Schulz, Markus; Bauer, Frank; Haas, WernerItem Open Access Werkzeuge zur Simulation von Mehrkörpersystemen(1992) Leister, Günter; Schiehlen, WernerDas dynamische Verhalten von komplexen mechanischen Systemen beeinflußt maßgeblich die Bauteildimensionierung und die Funktionalität von Konstruktionen. Bei der Konzeption von Fahrzeugen, Maschinen und Robotern muß daher dem dynamjschen Verhalten große Beachtung geschenkt werden. Für den Konstrukteur ist es dabei wünschenswert, in einem möglichst frühen Stadium der Konstruktion zuverlässige Aussagen über das dynamische Verhalten zu haben. Ein bewährtes Vorgehen hierfür ist die Simulation des dynamischen Verhaltens mit Rechenmodellen. Die Aufstellung der Bewegungsgleichungen und die Einbindung der Gleichungen in eine geeignete Simulationsumgebung ist vor allem bei großen Ersatzmodellen aufwendig und fehlerträchtig. In diesem Beitrag werden die speziell für die Mehrkörperdynamik konzipierten Werkzeuge NEWEUL und NEWSIM vorgestellt. Ausgehend von der Mehrkörpersystembeschreibung generiert das Programmpaket NEWEUL symbolische Differentialgleichungen und stellt alle für eine automatische Simulation erforderlichen Informationen bereit. Das Programmsystem NEWSIM verwendet anschließend die symbolischen Bewegungsgleichungen in kompilierter Form für die Simulation. Durch die Verwendung eines obiektorientierten Datenmodells stellen die Programme NEWEUL und NEWSIM Werkzeuge eines modulares Programmpaket für die Mehrkörperdynamik dar. Dieses Vorgeben wird am Beispiel eines Mehrfachpendels und eines Ackerschleppers erläutert.Item Open Access Application of parallel computing to robot dynamics(1993) Schäfer, Peter; Schiehlen, WernerIn this paper an approach for the application of parallel processing to the dynamic analysis of robots based on the multibody system method is presented. The inherent structure of the symbolic equations of motion is used for partitioning those into independent modules for concurrent evaluation. The applied strategies for parallelization include the parallel evaluation of subsystem equations and the parallel computation of the inertia matrix along with its factorization, and of the force vectors and control inputs. The implementation of the parallel structures is discussed with respect to optimal utilization of transputer resources. The presented approach yields a strong reduction of computing time and supports real-time simulations of controlled robots, which is also shown in an example.Item Open Access Systematisches Toleranz Design unter Berücksichtigung von Funktions- und Kostenaspekten nach der robusten Zuverlässigkeitsmethode SMAR²T(2015) Kemmler, Stefan; Fuchs, Alexander; Leopold, Tobias; Bertsche, BerndTendenzen für heutige Herausforderungen zur effizienten Produktentwicklung verlagern sich in Richtung von simulativ gestützten virtuellen Herangehensweisen. Hierfür werden in der industriellen Entwicklung komplexer Produkte zunehmend Methoden angewandt, die unter Einsparung von notwendigen Ressourcen umfassende realitätsnahe Ergebnisse liefern. Diese Ergebnisse werden zielgerichtet an die jeweilige Anforderung unter Berücksichtigung deren Robustheit, technische Realisierbarkeit sowie Kosten bezüglich variierender Toleranzeinstellungen, optimiert. Zur Veranschaulichung der methodischen Vorgehensweise zum Gestalten robuster und zuverlässiger Produkte unter Berücksichtigung von Funktions- und Kostenaspekten wird die Vorgehensweise zur Bestimmung eines Kostenmodells im Toleranz Design nach SMAR²T (Systematic Method for Axiomatic Robust Reliability-Testing Method) anhand eines einfachen technischen Systems (Überlastkupplung) diskutiert.Item Open Access Influence of geometry variations during pyrometric temperature measurement in laser material processing(2024) Traunecker, David; Jarwitz, Michael; Michalowski, AndreasItem Open Access Triangulationssensoren für Roboteranwendungen(1990) Seitz, Günther; Jahn, Gerald; Tiziani, Hans J.Viele Meß- und Prüfprobleme in Fertigung und Montage sind durch reine Grauwert-Bildverarbeitung nicht befriedigend zu lösen, weil hier nur ein informationsreduziertes zweidimensionales Abbild der real dreidimensionalen Szene als Informationsbasis zur Verfügung steht. Dreidimensionale Objektinformation bietet hingegen ein wesentlich höheres Informationspotential und ermöglicht neben völlig neuen Lösungsansätzen auch weniger aufwendige Lösungen von Standardproblemen. Zur dreidimensionalen Objekterfassung werden punkt- und flächenhaft arbeitende Verfahren eingesetzt. Punktverfahren gewinnen Abstandsbilder durch zeitsequentielle Meßpunkterfassung, wohingegen flächenhafte Verfahren auf zeitlich paralleler Erfassung von 3-D-Information beruhen. Die folgenden Ausführungen beschränken sich ausschließlich auf punktorientierte Verfahren.Item Open Access Ein Baukastenkonzept für Modellerstellung, Simulation und Optimierung von Fahrzeugen(1992) Leister, Günter; Schiehlen, WernerDie Methode der Mehrkörpersysteme wird bei der Simulation von Fahrzeugen seit Jahren mit Erfolg eingesetzt. Dabei sind die zu untersuchenden Ersatzmodelle immer umfangreicher geworden. In der Fahrzeugdynamik werden deshalb Mehrkörpersysteme häufig in Komponenten zerlegt, die sowohl als Einzelmodell aber auch in Verbindung mit anderen Modellen verwendet werden und die einzeln verifiziert sind. Mit Hilfe eines objektorientierten Datenmodells für Mehrkörpersysteme ist die Wiederverwendung derartiger Komponenten, wie beispielsweise kompletten Radaufhängungen, leicht möglich. Eine zentrale Rolle im Gesamtablauf einer Dynamikanalyse spielen Formalismen zur Aufstellung, sowie Integrationsverfahren zur Lösung der Bewegungsgleichungen. Sollen Formalismen und Integrationsverfahren innerhalb einer modularen Software-Umgebung verwendet werden, so müssen die zugrunde liegenden Berechnungsmethoden automatisiert ablaufen. Es werden Methoden zur automatischen Aufstellung und Simulation symbolischer Bewegungsgleichungen von Mehrkörpersystemen vorgestellt. Ausgehend von einem standardisierten Datenmodell für Mehrkörpersysteme werden mit dem Programmsystem NEWEUL symbolische Bewegungsgleichungen in Minimalform aufgestellt und problemspezifische Simulationsprogramme automatisch generiert. Diese werden in compilierter Form innerhalb des Programmsystems NEWSIM für die Simulation verwendet. Dies wird an einem Beispiel aus der Fahrzeugdynamik verdeutlicht.Item Open Access Schnelle 3-D-Kamera mit adaptierbaren, hochauflösenden Markierungscodes(1991) Malz, Reinhard; Tiziani, Hans J.Insbesondere für die optische Erkennung und Vermessung von Objekten mit wechselnden Form-, Farb- und Reflexionseigenschaften werden geeignete optische 3-D-Sensoren benötigt. Das hier vorgestellte System wurde unter dem Gesichtpunkt hoher Flexibilität entwickelt, mit einem frei programmierbaren Laser-Markierungsprojektor können beliebige Codes erzeugt werden, die eine schnelle Adaption an das Meßobjekt ermöglichen. Durch die Entwicklung effizienter Markierungen konnte die Länge der erforderlichen Bildsequenzen für eine gegebene Auflösung und Störsicherheit gegenüber herkömmlichen Verfahren wesentlich reduziert werden. Dies wird in Zukunft immer wichtiger, da bei der Verwendung schneller Bildverarbeitungshardware nicht mehr die Auswerte-, sondern die Aufnahmezeit der erforderlichen Videodaten zum bestimmenden Faktor wird, der die Verweildauer der Objekte bestimmt oder die Reaktionszeit der Roboter begrenzt. Mit dem derzeitigen System können Objekte im Submeterbereich mit SubmilIimeterauflösung vermessen werden. Durch die effiziente Codierung konnte die Aufnahmezeit für ein vollständiges 3-D-Koordinatenbild mit bis zu 512 x 512 absoluten Distanzmeßwerten auf ca. 240 bis 320 ms reduziert werden. Neben Standardkameras mit 25 Hz Bildfrequenz können auch hochauflösende oder schnelle Matrixkameras eingesetzt werden.Item Open Access Multivariable controller design for an industrial distillation column(1992) Allgöwer, Frank; Raisch, JörgIn this paper, we report our experience with the design of linear multivariable controllers for a staged binary distillation column with 40 trays. Controller design methods include H∞-minimization, DNA-design, CL-design and H2minimization. Results obtained at the real plant are shown.