Universität Stuttgart
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Item Open Access Closing conditions and reaction forces of multibody systems(1992) Schiehlen, Werner; Blajer, WojciechOver the years a considerable effort has been focused on the development of methods and computational algorithms for mathematical modelling and simulation of multibody systems. The methods are mainly concerned with effective formulation and numerical treatment of the dynamical equations of a general multibody system.Item Open Access Optimierung von Konstruktionsparametern am Beispiel ungefederter Fahrzeuge(1993) Langenbeck, Bernhard; Leister, Günter; Schiehlen, Werner; Kutzbach, Heinz-DieterAm Beispiel eines Ackerschleppers wird ein Verfahren zur Optimierung dynamisch beanspruchter Konstruktionen vorgestellt, wobei das dynamische Verhalten mit Mehrkörpermodellen approximiert wird. Die Autoren beschreiben das Ersatzsystem und die Bewertungskriterien: die Optimierung läuft weitgehend automatisiert ab.Item Open Access Walking without impacts as a motion/force control problem(1992) Blajer, Wojciech; Schiehlen, WernerThe paper deals with the synthesis of control for impactless bipedal walking. In order of avoid impulses, both the specified motion of the biped and its ground reactions are controlled, yielding a combined motion and force control problem. A method for modeling and solving such problems is proposed. and then illustrated by the example of an impactless planar walk of a seven-link bipedal robot. Some numerical results of the motion simulation are reported.Item Open Access Optimierung des Fahrverhaltens(1992) Langenbeck, Bernhard; Leister, Günter; Schiehlen, Werner; Kutzbach, Heinz-DieterDas Fahrverhalten von Traktoren wird durch eine Vielzahl von Konstruktionsparametern bestimmt. Durch gegenseitige Abhängigkeiten der Parameter gestaltet sich die Suche nach einer geeigneten Parameterkombination aufwendig. Ein Verfahren zur Optimierung von mechanischen Systemen, die durch Mehrkörpermodelle beschrieben werden können, wird auf das Fahrverhalten eines Traktors angewendet.Item Open Access Zur Behandlung von Mehrkörpersystemen mit kinematischen Schleifen in Minimalform(1993) Schirm, Walter; Blajer, Wojciech; Schiehlen, WernerZusammengefaßt kann gesagt werden, daß das hier beschriebene Verfahren zur Simulation von Mehrkörpersystemen mit geschlossenen kinematischen Schleifen auf der Kenntnis der expliziten Schließbedingungen aufbaut. Es wurde gezeigt, daß diese unter Verwendung existierender Verfahren rechnergestützt bestimmt werden können. Die zur Simulation günstigsten Bewegungsgleichungen in Minimalform können mit Hilfe eines Auswahlkriteriums einfach formuliert werden, wobei ein Wechsel der Koordinaten im Verlauf der Simulation ohne Verlust der Integrationsschrittweite und -ordnung möglich ist. Darüber hinaus lassen sich unabhängig von der Dynamik-Simulation die Schleifenschließkräfte bestimmen. Das hier beschriebene Verfahren beruht auf einer nichtrekursiven Berechnung der Bewegungsgleichungen.Item Open Access Ein Stabilitätsmaß für nichtlineare Systeme(1994) Schiehlen, Werner; Hu, BinZu jeder Anfangsbedingung eines dynamischen Systems gehört eine Lösungstrajektorie. Variiert man nun die Anfangsbedingungen in einem Hyperwürfel des Zustandsraums, so erhält man eine Schar von Trajektorien, die sich ebenfalls durch einen Hyperwürfel einhüllen läßt. Mit der Kantenlänge beider Würfel kann ein Stabilitätsmaß definiert werden, das sich durch einfache Betragsbildung ermitteln läßt. Für lineare Systeme gelingt es, ein solches Stabilitätsmaß auch analytisch zu bestimmen. Bei nichtlinearen Systemen ist in der Regel nur eine numerische Berechnung möglich. Für das Einfachpendel und das Doppelpendel werden mit einem Simulationsalgorithmus die Stabilitätsmaße bestimmt. Damit erhält man Aussagen über das globale Verhalten bezüglich einer Gleichgewichtslage unabhängig vom Zeitverlauf der Lösung, die periodisch, quasiperiodisch oder chaotisch sein kann.Item Open Access Dynamic analysis of constrained multibody systems using inverse kinematics(1993) Blajer, Wojciech; Schiehlen, Werner; Schirm, WalterThis paper draws attention to the advantages that may arise in the dynamic analysis or constrained multibody systems by applying special algorithms of inverse kinematics developed in the field or robotics. The algorithms result in explicit (recursive) relations for the arbitrary chosen dependent coordinates as functions or the remaining (independent) ones. Then analogous velocity and acceleration relations are available. Using these explicit closing condition forms, minimal-dimension governing equations of a constrained system can be formulated conveniently. The avoidance or singularities in the analysis is discussed. An illustrative example is included.Item Open Access An approach to the problem of closure in non-linear stochastic mechanics(1994) Nguyen Dong Anh; Schiehlen, WernerAn approach combining the method of moment equations and the statistical linearization technique is proposed for analysis of the response of non-linear mechanical systems to random excitation. The adaptive statistical linearization procedure is developed for obtaining a more accurate mean square of responses. For these, a Duffing oscillator and an oscillator with cubic non-linear damping subject to white noise excitation are considered. It is shown that the adaptive statistical linearization proposed yields good accurate results for both weak and strong non-linear stochastic systems.Item Open Access An orthogonal complement matrix formulation for constrained multibody systems(1994) Blajer, Wojciech; Bestle, Dieter; Schiehlen, WernerA method is proposed for the automatic generation of an orthogonal complement matrix to the constraint matrix for the dynamic analysis of constrained multibody systems. The clue for this method lies in the determination of local constraint matrices and their orthogonal complements relative to the local reference frames of particular constrained points. These matrices are then transformed into the system's configuration space in order to form the final constraint matrix and its orthogonal complement. The avoidance of singularities in the formulation is discussed. The method is specially suited for the dynamic analysis of multibody systems with many constraints and/or closed-loops.Item Open Access A projective criterion to the coordinate partitioning method for multibody dynamics(1994) Blajer, Wojciech; Schiehlen, Werner; Schirm, WalterThe paper discusses some developments in the coordinate partitioning method for the dynamic analysis of constrained/closed-loop multibody systems. First, the method is reformulated to a more compact form. Then, a simple and reliable projective criterion for choosing the best coordinates from the redundant ones is proposed, and some advantages are pointed out that may arise in the method by applying inverse kinematics algorithms. Finally, the problem of determination ofphysical reactions of constraints and closing conditions is discussed. A four-bar linkage mechanism serves for an illustration of some aspects of the paper.