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Anzahl der Treffer: 685
Erstellt: Tue, 19 Nov 2019 23:07:12 +0100 in 0.0697 sec


Yang, Weiye;
Implementierung magneto-sensitiver Elastomere für Beschleunigungssensor mit magnetisch einstellbarer Sensitivität - Ilmenau - 78 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Magneto-sensitive Elastomere (MSE) sind sogenannte "intelligente Materialien", deren mechanische und magnetische Eigenschaften durch äußeres Magnetfeld beeinflusst werden können. Infolgedessen kann dieses Material an die Aktoren und Sensoren mit einstellbarer Sensitivität eingesetzt werden. In dieser Masterarbeit wird die Möglichkeit der sensorischen Anwendung von MSE untersucht. Das Ziel der Arbeit ist es, ein Prototyp eines Beschleunigungssensors mit magnetisch einstellbarer Sensitivität für die Messung externer mechanischer Erregung zu entwickeln. Die Steifigkeitsänderung von MSE wird durch ein externes Magnetfeld von der Helmholtz-Spule erreicht. Während der Biegeschwingungen von MSE-Körper wird die Magnetfeldänderung mit Hallsensoren detektiert. Der Einfluss von Magnetfeld auf das Schwingungsverhalten von MSE wird untersucht. Darüber hinaus wird auch die Beziehung zwischen der Schwingung des MSEs und den von ihr verursachten Magnetfeldänderungen untersucht.



Oehmke, Marco;
Simulation der mechanischen Eigenschaften von magnetosensitiven Elastomeren auf Basis der Finite-Elementen-Methode - Ilmenau - 58 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die vorliegende Arbeit thematisiert die Erstellung eines numerischen Simulationsmodelles von magnetosensitiven Elastomeren (MSE), hinsichtlich ihrer Verformung und die dadurch verbundenen mechanischen Eigenschaftsänderungen, durch Einfluss äußerer Magnetfelder. MSE unterscheiden sich von gewöhnlichen Elastomeren durch die Zugabe von Eisenpartikeln, mithilfe dieser eine Verformung der Geometrie durch ein äußeres Magnetfeld möglich ist. Die resultierende Verformung führt zu einer Änderung der Steifigkeit des Materials, womit eine variierbare Anpassung der statischen und dynamischen Eigenschaften ermöglicht wird. Die grundlegende Herangehensweise ist die Verknüpfung zwischen magnetischer und mechani-scher Simulation unter Nutzung der Finite-Elemente-Methode. Aus der magnetischen Simulation werden die Magnetkräfte ermittelt und ausgelesen. Die Magnetkräfte werden anschließend in die mechanische Simulation exportiert, wodurch die Verformung der Prüfkörpers, bestimmt wird. Materialkennwerte und Positionierungsgrößen für die Modellierung werden aus den bereits durchgeführten Experimenten überführt. Diese dienen der Simulationsvalidierung und anschließend als Beurteilungsgrundlage des Simulationsmodells. Abschließend wird die Veränderlichkeit der Eigenfrequenz überprüft. Durch diese Analysen sind Aussagen zum grundlegenden Verhalten von MSE in Magnetfeldern, sowie zur Steuerung der Steifigkeit durch Einfluss eines Magnetfeldes, möglich. Das strukturelle Verhalten dieses Materials, mit Einfluss von Magnetfeldern, ist bisher nur auf der experimentellen Ebene beobachtet worden. Der Fokus dieser Arbeit ist es, durch Erstellung eines Simulationsmodells, Voreinschätzungen für zukünftige Versuche liefern zu können.



Klein, Marvin;
Untersuchung und Simulation der Belastungen bei hydrodynamisch gelagerten Generatoren im Anlauf und stationären Betrieb - Ilmenau - 75 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Technische Systeme sind meist in kontrollierten Umgebungsbedingungen im Einsatz. Sollte sich ein solches System jedoch in freier Natur befinden, so ist es den Naturgewalten schutzlos ausgesetzt. Regen, Schnee und Wind sind dabei nur geringe Belastungen im Vergleich zu Erdbeben oder Fluten. Um auch unter Extrembedingungen eine Energieversorgung zu gewährleisten ist es für elektrische Generatoren relevant diese Lasten zu berücksichtigen. Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, eine Validierung der Ölversorgung eines Generators im Phasenschieberbetrieb für die am Aufstellungsort geltenden Umgebungsbedingungen durchzuführen. Dabei werden die aus den Umgebungsbedingungen resultierenden Belastungen auf die Baugruppen zusammengetragen und nach entsprechenden Regelwerken in berechenbare Größen überführt. Diese Lasten werden dann zu Lastkombinationen zusammengefasst und auf die Baugruppen angewendet. Um die Auswirkungen zu ermitteln werden verschiedene Rechenmethoden verwendet. Die dominierende Methodik ist eine Auswertung der Spannungen mittels Finite Elemente Methoden in einer rechnergestützten Anwendung. Das Ergebnis der Betrachtungen ist, dass die Konstruktion den Umgebungsbedingungen in allen Lastkombinationen standhält. Da die Berechnung einen rein theoretischen Hintergrund mit konservativen Annahmen besitzt, kann mit einer Abweichung der real auftretenden Spannungen und Verformungen gerechnet werden. Diese Differenzen werden mit ausreichend großen Reserven, sowie Sicherheitsfaktoren in der Ausnutzung berücksichtigt.



Nunuparov, Armen; Becker, Felix; Bolotnik, Nikolai N.; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus;
Dynamics and motion control of a capsule robot with an opposing spring. - In: Archive of applied mechanics : (Ingenieur-Archiv). - Berlin : Springer, ISSN 1432-0681, Bd. 89 (2019), 10, S. 2193-2208

https://doi.org/10.1007/s00419-019-01571-8
López Ochoa, Alexander Richard;
Investigations and simulations of magneto elastomer materials (MSE) influenced by static magnetic fields for soft robotics applications - Ilmenau - 88, 55 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Magneto-sensitive Elastomere sind Verbundwerkstoffe, die hauptsächlich aus einer Elastomermatrix bestehen, in der magnetischen Partikeln dispergiert sind. Ein ins magneto-sensitive Elastomer eingreifende Magnetfeld bewirkt Änderungen der Eigenschaften dieses Materials. Diese Qualität macht die MSE zu einer Option mit hohem Potenzial für Soft Robotics-Anwendungen. Für die Realisierung dieser Masterarbeit wurden MSE-Proben aus einer Elastomermatrix, Silikonöl und Carbonyleisenpartikeln hergestellt. Tests wurden durchgeführt, um Verbesserungen zu entwickeln, die sich auf Soft-Robot-Anwendungen konzentrieren, insbesondere bei Endeffektoren. In dieser Arbeit wurden die Eigenschaften von magneto-sensitive Elastomerproben in Abwesenheit und Gegenwart eines Magnetfeldes experimentell untersucht. Die untersuchungen wurden mittels eines Magnetfeldes realisiert, dass durch einen Permanentmagneten induziert wurde. Um die Intensität zu varriieren, wurde der Permanetmagent in unterschiedlichen Abständen zur Probe positioniert. Die experimentell erhaltenen Ergebnisse wurden verwendet, um den Einfluss der MF über der MSE zu verstehen und ein geeignetes Materialmodell unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode zu entwickeln.



Scharff, Moritz; Schorr, Philipp; Becker, Tatiana; Resagk, Christian; Alencastre Miranda, Jorge H.; Behn, Carsten;
An artificial vibrissa-like sensor for detection of flows. - In: Sensors - Basel : MDPI, ISSN 1424-8220, Volume 19 (2019), issue 18, 3892, Seite 1-16

In nature, there are several examples of sophisticated sensory systems to sense flows, e.g., the vibrissae of mammals. Seals can detect the flow of their prey, and rats are able to perceive the flow of surrounding air. The vibrissae are arranged around muzzle of an animal. A vibrissa consists of two major components: a shaft (infector) and a follicle-sinus complex (receptor), whereby the base of the shaft is supported by the follicle-sinus complex. The vibrissa shaft collects and transmits stimuli, e.g., flows, while the follicle-sinus complex transduces them for further processing. Beside detecting flows, the animals can also recognize the size of an object or determine the surface texture. Here, the combination of these functionalities in a single sensory system serves as paragon for artificial tactile sensors. The detection of flows becomes important regarding the measurement of flow characteristics, e.g., velocity, as well as the influence of the sensor during the scanning of objects. These aspects are closely related to each other, but, how can the characteristics of flow be represented by the signals at the base of a vibrissa shaft or by an artificial vibrissa-like sensor respectively? In this work, the structure of a natural vibrissa shaft is simplified to a slender, cylindrical/tapered elastic beam. The model is analyzed in simulation and experiment in order to identify the necessary observables to evaluate flows based on the quasi-static large deflection of the sensor shaft inside a steady, non-uniform, laminar, in-compressible flow.



https://doi.org/10.3390/s19183892
Rohn, Michel;
Entwicklung eines Antriebssystems basierend auf einer magnetorheologischen Flüssigkeit - Modellbildung, Simulation und experimentelle Ergebnisverifizierung am Prototyp - Ilmenau - 46 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Magnetorheologische Fluide sind Suspensionen aus einem Öl und mikrometergroßen magnetischen Partikeln. Unter dem Einfluss von Magnetfeldern ändern sie unter anderem ihre rheologischen Eigenschaften. Die folgende Arbeit befasst sich mit Aktoren, die mithilfe solcher Flüssigkeiten, Schwingungen in gleichgerichtete Bewegungen umwandeln, sowie mit der Entwicklung eines Systems zur Umwandlung von Schwingungen in eine Linearbewegung. Zunächst wird eine Einführung in den Stand der Technik gegeben. Anschließend werden die bestehenden MR-Antriebe beschrieben und die Vor- und Nachteile erläutert. Es folgt eine Einführung in die Grundlagen des magnetischen Feldes und die Einflüsse auf das magnetorheologische Material. Im weiteren Verlauf werden die verschiedenen Entwicklungsschritte und Berechnungen vorgestellt, die zu einem Entwurf und zu einem Prototyp geführt haben. Weiterhin erfolgt eine Beschreibung des ersten Funktionstests und die Veröffentlichung der Testergebnisse.



Fischer Calderon, Juan Sebastian;
Theoretische und experimentelle Untersuchung von Mehrpunktkontakten zwischen einem biologisch inspirierten taktilen Sensor und verschiedenen Objekten - Ilmenau - 72 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Das Tasthaar-Sinnessystem (Vibrissen) von Säugetieren ist ein multifunktionales Sinnesorgan, welches der taktilen Nahfeld-Erkundung dient. Durch die Interaktion des Tasthaars mit der Umwelt nimmt das Tier Reize auf, die im Haarfollikel (Follikel-Sinus-Komplex) verarbeitet und an das zentrale Nervensystem weitergeleitet werden. So sind z.B. Ratten dazu in der Lage Objekte hinsichtlich ihrer Oberfläche und geometrischen Gestalt zu charakterisieren. Angeregt durch das biologische Vorbild, ist die Umsetzung eines vibrissenähnlichen taktilen Sensors Gegenstand ingenieurwissenschaftlicher Forschung. In Anlehnung an das Tasthaar-Sinnessystem basiert die Funktionsweise der technischen Vibrisse auf der Reizaufnahme durch den künstlichen Haarschaft und der Messung der Signale in der Lagerstelle. Dadurch wird die Erfassung technisch relevanter Informationen ermöglicht. Die vorliegende Arbeit ist in diesem Kontext dem Forschungsfeld der Objektkonturrekonstruktion unterzuordnen. Diese erfolgt auf Basis der Lagerreaktionen, die während der Abtastung eines Objekts bestimmt werden. Bisherige Untersuchungen widmen sich dabei ausschließlich der Abtastung von Objekten mit konvexen Konturen. Ursache dafür ist die Limitierung der mechanischen Modelle auf Einpunktkontakt-Szenarien. Die Arbeit leistet einen Beitrag zur Erweiterung der bestehenden mechanischen Modelle der künstlichen Vibrisse als nichtlinearer Euler-Bernoulli-Balken durch die Berücksichtigung beliebig vieler Kontaktpunkte. Aus der mathemathischen/theoretischen Beschreibung der Verformungszustände während der quasi-statischen Abtastung, resultiert ein Multipunkt-Randwertproblem mit Switching Point. Zur Umsetzung einer simulierten Abtastung zweier unterschiedlicher Objekttypen werden die Multipunkt-Randwertprobleme durch die Anwendung des numerischen Schießverfahrens gelöst. Dabei werden die Lagerreaktionen während der Abtastung berechnet. Es zeigt sich, dass der Mehrpunktkontakt in den Lagerreaktionen identifiziert werden kann. Die Simulation wird anhand ausgewählter Beispiele durch Experimente validiert.



Merker, Lukas; Steigenberger, Joachim; Behn, Carsten;
3D recognition of obstacles using a vibrissa-like tactile sensor. - In: IEEE Xplore digital library - New York, NY : IEEE, (2019), insges. 3 S.

https://doi.org/10.1109/FLEPS.2019.8792255
Schorr, Philipp; Böhm, Valter; Stépán, Gábor; Zentner, Lena; Zimmermann, Klaus;
Multi-mode motion system based on a multistable tensegrity structure. - In: - Cham : Springer, (2019), S. 3007-3016