Werkzeuge zur Simulation von Mehrkörpersystemen

Abstract

Das 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.