Modellbildung, Simulation & Animation technischer Systeme


Schon von Berufs wegen habe ich ein Fable für die Berechnung. Hier seht Ihr drei Beispiele, die sich gut am Rechner sichtbar machen lassen:
 

  1. Finite Elemente Modell einer PKW-Felge, dynamische Analyse der Eigenformen

    Animierte Felge Die Problemstellung wurde mit dem Programm
    MSC Nastran™ for Windows™ gelöst
    und diente gleichzeitig als Abschluss des Praktikums
    zur Vorlesung in Höhere Konstruktionslehre II
    (Maschinenbau, Vordiplom).
      
  2. Mehrkörpermodell eines Dreifachpendels, numerische Simulation mit unterschiedlichen Anfangsbedingungen

    Das Dreifachpendel eignet sich gut als Demonstrationsbeispiel, da die notwendigen Gleichungen noch von Hand aufstellbar sind. Für die Lösung des resultierenden gewöhnlichen Differentialgleichungssystems ist allerdings eine numerische Integration notwendig.

    Hier sind die Bewegungen für 3 verschiedene Anfangsbedingungen als abstraktes .avi-Movie und aufwendiges .mpg-Movie aufgezeichnet.
    Spekuliere vor dem Start der Animation über das Verhalten des Systems!

     
    symmetrische Auslenkung der kleinen Pendel Photo Symmetrisch Start avi-Animationsvideo (460kB)Download Animation
    Start mpg-Animationsvideo (715kB)Download Animation
    gleichseitige Auslenkung der kleinen Pendel Photo Gleichseitig Start avi-Animationsvideo (405kB)Download Animation
    Start mpg-Animationsvideo (613kB)Download Animation
    Auslenkung des großen Pendels Photo Auslenkung großes Pendel Start avi-Animationsvideo (636kB)Download Animation
    Start mpg-Animationsvideo (1368kB)Download Animation

    Anmerkung:
    Das Aufstellen der Bewegungsgleichungen eines Mehrkörpersystems kann man in der Vorlesung Maschinendynamik I lernen, die Diskussion der unterschiedlichen Lösungen und Schwingungsprobleme in Maschinendynamik II, und die numerische Integration im ersten Teil der Ausgewählten Probleme der Dynamik.
     

  3. Mehrkörpermodell eines Magnetkreisels, numerische Simulation mit unterschiedlichen Anfangsbedingungen
     

    Magnetron Beim Stark-Verlag gibt (oder gab) es unter dem Namen MAGNETRON ein Magnetspielzeug zu kaufen.
    Leute, die das Spielzeug nicht auf dem Schreibtisch haben, können sich das mögliche Bewegungsverhalten
    hier ansehen. Alle anderen können die Simulationsergebnisse mit ihren Erfahrungen vergleichen.
    linker Kreisel stehend, 3Uhr, rechter Kreisel drehend Erste Simulation Animationsvideo (668kB)Download Animation
    linker Kreisel stehend, 1Uhr, rechter Kreisel drehend Zweite Simulation Animationsvideo (801kB)Download Animation