Kleingruppenübung Adams

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In der Laborübung werden die methodischen Grundlagen aus der Veranstaltung Dynamik der Mehrkörpersysteme aufgegriffen und von allen Teilnehmenden am Rechner in einem Mehrkörpersimulations-Programm angewendet.

Die Veranstaltung wird in deutscher Sprache angeboten.

 

Übungsinhalte

Die Anwendung von MKS-Programmen bietet eine ergänzende Form des Zugangs zum Lehrinhalt der Vorlesung Dynamik der Mehrkörpersysteme. Dynamische Systemeigenschaften und Verhaltensweisen, die in der Vorlesung und Übung zum Teil nur abstrakt in Matrizengleichungen wieder zu finden sind, werden in dem Programm mit dreidimensionaler Grafik Oberfläche sichtbar und erfahrbar. Außerdem wird vermittelt, wie die erlernten Vorgehensweisen mit Hilfe von praxisüblicher Berechnungssoftware auf reale technische Systeme übertragen werden können. Dadurch bietet die Laborübung eine verbesserte und weitergehende Vorbereitung auf die Aufgaben im späteren Arbeitsleben.

Modellierung

Die verfügbaren Modellelemente des MKS-Programms unterstützen das in der Dynamik der Mehrkörpersysteme angewendete Prinzip der Modellbildung. Zu Beginn der Laborübung wird unmittelbar mit der Optimierung eines bereits vorhandenen Modells eines technischen Systems begonnen. Im Nachhinein werden Modelle mit zunehmendem Schwierigkeitsgrad erstellt und optimiert. Es wird erarbeitet, wie die physikalischen Effekte eines technischen System in einem Mehrkörpersystem nachgebildet werden können. Die Arbeitstechnik und Vorgehensweise zur Modellerstellung werden vermittelt. Beispielsweise werden die Modelle parametriert, um die Parameter später in den Mehrkörpersystemen verändern zu können.

Kinematische und Dynamische Analyse technischer Systeme

Neben der Modellerstellung ist die Bestimmung der Zahlenwerte für die Modellparameter und die Modellverifikation ein wichtiger Arbeitsschritt in der Mehrkörpersimulation. Daher werden in den letzten Lehreinheiten einfache Analysetools für die Modellverifikation erstellt. Im Vorfeld der Simulation, dem Preprocessing erfolgt eine Überprüfung der Modelltopologie. Anschließend erfolgt eine Simulation für transiente Vorgänge. Die Ergebnisse werden mit den Werkzeugen des Postprocessings analysiert, um die Arbeitstechnik zur Simulationsauswertung zu erarbeiten.

Dynamische Eigenschaften

Die dynamischen Eigenschaften eines Systems werden durch das Eigenverhalten charakterisiert. In MKS-Programmen existieren entsprechende Werkzeuge, die zum Beispiel die Eigenwerte und Eigenschwingungsformen berechnen. Sie ermöglichen Aussagen über die Schwingungsamplituden und -frequenzen und das Abklingverhalten freier Schwingungen. Außerdem sind Stabilitätsaussagen möglich. Neben den Analysetools wird auch ein Ansatz zur Automatisierung von MKS-Rechnungen vermittelt.