Dynamik von Mehrkörpersystemen
Die Vorlesung vermittelt Grundlagen für die rechnergestützte Modellierung mechanischer Systeme nach der Methode der Mehrkörpersysteme (MKS). Sie baut auf der Vorlesung Technische Mechanik auf.
Qualifikationsziele: Die Studierenden werden befähigt, für mechanische Systeme aufgabenspezifische Modelle nach der Methode der Mehrkörpersysteme aufzubauen, Simulationen mit Hilfe gängiger Softwarewerkzeuge durchzuführen und Simulationsergebnisse physikalisch zu interpretieren.
Inhalt:
1. Einführung: Mehrkörpermodelle
2. Vektorrechnung: Vektoralgebra, Koordinatendarstellung von Vektoren, Koordinatentrans- formation
3. Grundlagen der Kinematik: Bewegung des starren Körpers, Relativbewegung, Drehbewegung
4. Grundlagen der Dynamik: Impulssatz, Drallsatz, Trägheitstensor, Kraftwirkungen von Rotoren, Kreiseldynamik
5. Mechanische Systeme mit Bindungen: Bindungsarten, Formulierung der Bewegungs- gleichungen in abhängigen Koordinaten und in Minimalkoordinaten
6. Bindungen in Mehrkörpersystemen: Gelenke, Topologie, statische Bestimmtheit, implizite und explizite Bindungen an Gelenken, Reaktionskräfte an Gelenken
7. Offene Mehrkörpersysteme: Topologie, Kinematik, Dynamik, Bewegungsgleichungen in den Gelenkkoordinaten, rekursive Verfahren, Beispiele
8. Geschlossene Mehrkörpersysteme: Kinematik einer einzelnen Schleife und mehrschleifiger Systeme, Dynamik, Bewegungsgleichungen in den primären Gelenkkordinaten und in den Minimalkoordinaten, Beispiele
Empfohlene Literatur:
Woernle, C.: Mehrkörpersysteme; Springer, 2011.
Schiehlen, W.; Eberhard, P.: Technische Dynamik; Vieweg+Teubner, 2012.
Shabana, A.: Dynamics of Multibody Systems; John Wiley, 1989.
Nikravesh, P.: Computer-Aided Analysis of Mechanical Systems; Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1988.
Vorlesungsunterlagen können unter Stud.IP heruntergeladen werden.
Auf einen Blick
Studiengänge
- M.Sc. Maschinenbau
- M.Sc. Schiffs- und Meerestechnik
- M.Sc. Biomedizinische Technik
Lehrende
Umfang 2 V, 2 Ü
Leistungspunkte 6
Vorausgesetzte Kentnisse
- Technische Mechanik 1-3
- Maschinendynamik
Zeitraum
Wintersemester
Literatur
Das Buch "Christoph Woernle - Mehrkörpersysteme" können Sie auf Springerlink unter folgender Adresse einsehen und herunterladen: