Maschinendynamik und Schwingungstechnik

 

In der Gruppe Maschinendynamik und Schwingungstechnik werden Methoden für die simulationsgestützte Auslegung dynamischer Systeme, für die Synthese und den Betrieb hochdynamischer Bewegungseinrichtungen sowie Methoden der Schwingungstechnik erforscht.

Im Fokus des Forschungsschwerpunkts Simulationsgestützte Auslegung dynamischer Systeme steht die Mehrkörpersimulation. Sie erlaubt es, das Systemverhalten im Betrieb und die resultierenden Belastungen auf die Komponenten zu berechnen. In Kombination mit der Finite-Elemente-Methode kann außerdem der Einfluss von Bauteilelastizitäten auf das Systemverhalten sowie die Beanspruchungen innerhalb der Bauteile ermittelt werden.

Ziel des Forschungsschwerpunkt ist es, die Aussagekraft und die Einsetzbarkeit der Mehrkörpersimulation für den Auslegungsprozess zu verbessern. Dies umfasst sowohl Methoden für die Ermittlung realistischer Lastannahmen als Eingangsgröße der Simulation als auch für die recheneffiziente oder echtzeitfähige Mehrkörpersimulation.

Das IGMR verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der Auslegung und im Betrieb von Bewegungseinrichtungen in Form von ungleichförmig übersetzenden Getrieben und Robotern. Gerade bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten können unerwünschte dynamische Effekte auftreten, die sich in Form von Schwingungen oder hohen auf das Gestell und die Gelenke wirkenden Kräfte auswirken. Andererseits können dynamische Effekte aber auch gezielt genutzt werden, um die Energieeffizienz und Präzision zu erhöhen. In diesem Spannungsfeld bewegt sich der Forschungsschwerpunkt Hochdynamische Bewegungseinrichtungen. Sowohl auf Seiten der Synthese als auch des Betriebs werden Methoden entwickelt, um die dynamischen Eigenschaften von Bewegungseinrichtungen zu verbessern.

Im Forschungsschwerpunkt Schwingungstechnik werden moderne Ansätze der Schwingungsanalyse für die schwingungstechnische Prozess- und Zustandsüberwachung erforscht. Ergänzt wird dieser Schwerpunkt durch Methoden für die gezielte Anregung als auch Dämpfung beziehungsweise Isolierung von schwingungsfähigen Systemen.
Die entwickelten Methoden können für die Lösung einer Vielzahl technischer Probleme in unterschiedlichen Branchen eingesetzt werden. Anwendungsorientierte Fragestellungen werden in Kooperation mit Personen aus den Bereichen Herstellung und Anwendung bearbeitet.