Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Volltext zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-945617
Seltmann, Stephanie Annett
Hasse, Alexander (Prof. Dr. sc. ETH) ; Humer, Alexander (Assoz.Univprof. DI Dr.techn.) (Gutachter)
Topologieoptimierung von pfadgenerierenden nachgiebigen Mechanismen mit selektiver Nachgiebigkeit und mehrfachem Pseudolaufgrad
Kurzfassung in deutsch
Nachgiebige Mechanismen (NM) realisieren gewünschte Verformungen, um die typischen Aufgaben konventioneller Mechanismen zu erfüllen. Die Topologieoptimierung stellt ein leistungsfähiges Werkzeug für den Entwurf von NM dar. Dieser gestaltet sich jedoch schwierig, da sowohl gewünschte als auch ungewünschte Verformungen auf elastischen Verzerrungen beruhen, was die mathematische Modellierung erschwert. Für die Synthese mithilfe von Topologieoptimierung wurden zahlreiche Ansätze entwickelt. Die meisten eignen sich jedoch nur für die Synthese von NM für relativ einfache Aufgaben, während komplexe Aufgaben wie die Formadaption kaum abgedeckt sind. Darüber hinaus wird nur eine begrenzte Auswahl an Querlasten, welche ungewünschte Verformungen erzeugen, berücksichtigt. Eine Gruppe von Syntheseansätzen, die diese Defizite beheben, sind die modalen Ansätze, die das Eigenverhalten des NM optimieren. Diese gewährleisten einen kinematischen Entwurf, welcher sich nicht auf bestimmte Lastfälle bezieht. Die modalen Ansätze können bisher nur NM für kleine Verformungen und mit einfachem Pseudolaufgrad entwerfen. Der Pseudolaufgrad ist die Anzahl der kinematischen Freiheitsgrade eines NM und damit ähnlich zum Laufgrad bei konventionellen Mechanismen. Die elastischen Verzerrungen der entworfenen NM sind zudem auf Bereiche kleiner Abmessungen beschränkt. Eine Version der modalen Ansätze wird so erweitert, dass NM entworfen werden können, deren elastische Verzerrungen sich über größere Bereiche verteilen (verteilte Nachgiebigkeit), wodurch eine größere versagensfreie Verformbarkeit gewährleistet wird. Zudem wird die Synthese von NM mit mehrfachem Pseudolaufgrad ermöglicht. Zusätzlich erfolgt eine Erweiterung auf große Verformungen (pfadgenerierende NM). Der vorgestellte Ansatz wird anschließend an geeigneten Entwurfsbeispielen getestet. Es kann gezeigt werden, dass verschiedene Arten von NM entworfen werden können und der erweiterte Ansatz somit ein leistungsfähiges Werkzeug für den Entwurf von NM darstellt. Zudem wird erstmalig der Entwurf eines formadaptiven pfadgenerierenden NM gezeigt.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Maschinenelemente und Produktentwicklung | |
| Fakultät: | Fakultät für Maschinenbau | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Hasse, Alexander (Prof. Dr. sc. ETH) | |
| ISBN/ISSN: | 2944-7445 (Online) | |
| DOI: | doi:10.60687/2024-0119 | |
| URL/URN: | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-945617 | |
| Quelle: | Technische Schriftenreihe des Instituts für Konstruktions- und Antriebstechnik ; 1 | |
| SWD-Schlagwörter: | Nachgiebigkeit , Topologieoptimierung , Freiheitsgrad , Genauigkeit | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | nachgiebige Mechanismen , verteilte Nachgiebigkeit , pfadgenerierend , Entwurf nachgiebiger Mechanismen , Topologieoptimierung , große Verformungen , mehrfacher Pseudolaufgrad , mehrere Freiheitsgrade , Genauigkeit , Präzision | |
| DDC-Sachgruppe: | Ingenieurwissenschaften | |
| Sprache: | deutsch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 22.10.2024 | |
| OA-Lizenz | CC BY 4.0 |
