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Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus Zimmermann

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Publikationen

Publikationen (gesamt)

Anzahl der Treffer: 683
Erstellt: Sun, 20 Oct 2019 07:41:50 +0200 in 0.0255 sec


Behn, Carsten; Steigenberger, Joachim; Sauter, Anton; Will, Christoph;
Pre-curved beams as technical tactile sensors for object shape recognition. - In: InfoWare 2016 - [Wilmington, Del.] : IARIA, ISBN 978-1-61208-066-6, (2016), S. 7-12

Recent research topics in bionics focus on the analysis and synthesis of animal spatial perception of their environment by means of their tactile sensory organs: vibrissae and their follicles. Using the vibrissae, these mammals (e.g., rats) are able to determine an obstacle shape using only a few contacts of the vibrissa with the object. The investigations lead to the task of creating models and a stringent exploitation of these models in form of analytical and numerical calculations to achieve a better understanding of this sense. The sensing lever element vibrissa for the stimulus transmission is frequently modeled as an EulerBernoulli bending rod. We assume that the rod is one-sided clamped and interacts with a rigid obstacle in the plane. But, most of the literature is limited to the research on cylindrical and straight, or tapered and straight rods. The (natural) combination of a cylindrical and pre-curved shape is rarely analyzed. The aim is to determine the obstacles contour by one quasi-static sweep along the obstacle and to figure out the dependence on the precurvature of the rod. To do this, we proceed in several steps: At first, we have to determine the support reactions during a sweep. These support reactions are equate with the observables an animal solely relies on and have to be measured by a technical device. Then, the object shape has to be reconstructed in using only these generated observables. The consideration of the precurvature makes the analytical treatment a bit harder and results in numerical solutions of the process. But, the analysis of the problem results in an extension of a former decision criterion for the reconstruction by the radius of pre-curvature. Is is possible to determine a formula for the contact point of the rod with the profile, which is new in literature in context of pre-curvature.



Kräml, Jonas; Behn, Carsten;
Gait transition in artificial locomotion systems using adaptive control. - In: - [Setúbal, Portugal] : SCITEPRESS - Science and Technology Publications, Lda., (2016), S. 119-129

Naletova, Vera A.; Pelevina, Daria A.; Merkulov, Dmitri I.; Zeidis, Igor; Zimmermann, Klaus;
Bi-stability of the deformation of a body with a magnetizable elastomer in a magnetic field. - In: Magnetohydrodynamics - Salaspils : Inst. of Physics, Univ. of Latvia, ISSN 0024-998x, Bd. 52 (2016), 3, S. 357-368

Sinn, Gregor;
Entwurf und Aufbau eines Differentialantriebsmoduls - 42 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Differentialantriebsmoduls für einen kleinen mobilen Roboter. Das Modul soll über einen Motor verfügen der zwei Räder antreibt und drehbar in ein Roboterchassis integrierbar sein. Zur Ausrichtung des Moduls soll eine variable Drehzahldifferenz zwischen den Rädern hergestellt werden. Dazu werden drei mögliche Antriebsprinzipe in Form von technischen Prinzipen entworfen und vorgestellt. Mit Hilfe einer Nutzwertanalyse wird ein Prinzip ausgewählt und zu einem konkretisierten Entwurf weiterentwickelt. Auf Basis dieses Entwurfs wird ein Mehrkörpersimulationsmodell entwickelt. Anschließend werden Fahrversuche mit dem einzelnen Modul und abschließen mit drei drehbar in einem Chassis gelagerten Modulen unternommen.



TEST4http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/874941415sinn.txt
Klaus, Vanessa;
Untersuchung der Wirkung von Metallkissen zur Schwingungsbeeinflussung in senkrecht stehenden elastisch gelagerten Rotorsystemen - 119 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Wirkverhaltens von Ganzmetallkissen (GMK), die zur Optimierung des Schwingungsverhaltens in senkrecht stehenden, elastisch gelagerten Rotorsystemen verwendet werden. Die GMK werden durch ein Umformverfahren aus einem Chrom-Nickel-Stahldraht hergestellt. Für die Analyse des Schwingungsverhaltens der GMK werden zunächst die mechanischen Eigenschaften wie Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristik untersucht. Hierfür werden statische und dynamische Messungen mittels ausgewählter Prüfvorrichtungen durchgeführt und diskutiert. Danach wird ein Mehrkörper-Modell der GMK erstellt und deren dynamisches Verhalten simuliert. Abschließend werden die Ergebnisse zusammengefasst und Schlussfolgerungen für den Einsatz der GMK in Rotorsystemen abgeleitet.



TEST4http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/873954092klaus.txt
Mahler, Konstantin;
Erweiterung eines nichtlinearen FE-Berechnungsalgorithmus zur Formfindung von Tensegrity-Strukturen - 180 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Formfindung von Tensegrity-Strukturen unter Nutzung der Finiten-Elemente-Methode nach der geometrisch nichtlinearen Theorie. Es werden die theoretischen Grundlagen für die Anwendung von massebehafteten Stab- und Balkenelementen, sowie von Mischstrukturen dieser Elementtypen dargestellt. Anschließend erfolgt die Implementierung der Finiten Elemente zur Verifizierung der zuvor getroffenen Erkenntnisse. Zuletzt wird ein bestehender Algorithmus zur Formfindung von Tensegrity-Strukturen um die betrachteten Elementtypen und -eigenschaften erweitert und anhand verschiedener praktischer Beispiele untersucht. Die Implementierungen erfolgen in MATLAB, zur Verifizierung der Ergebnisgrößen wird die kommerzielle Software Mechanical APDL von ANSYS genutzt.



TEST4http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872825337mahle.txt
Rudersdorf, Stefan;
Analyse und Optimierung eines Schwingungsprüfstandsaufbau für bewegliche Heckspoiler - 87 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse und Optimierung eines Schwingungsprüfstands für bewegliche Heckspoilermodule. Der Prüfstand dient zur Absicherung der Betriebsfestigkeit und soll besonders in frühen Entwicklungsphasen die Erprobung der Komponente im Gesamtfahrzeug substituieren. In einer früheren Arbeit wurden die Schädigungen am Montageträger des Moduls auf dem Prüfstand und im Fahrversuch verglichen. Der Vergleich zeigte, dass die Schädigungshöhen und -verteilungen nicht übereinstimmen. Zur Identifizierung der Ursache werden in dieser Arbeit mögliche Optimierungspotentiale hinsichtlich des Versuchsaufbaus am Prüfstand, des dynamischen Verhaltens der Komponente und der Anregungsmethodik untersucht. Dies geschieht durch die modale Analyse des Prüfgestells und des Heckspoilers, die Spektrographie des Fahrsignals und die bandpassgefilterte Rainflow-Zählung der Dehnungen im Fahrversuch. Mithilfe der hieraus gewonnen Erkenntnisse werden Maßnahmen zur Optimierung abgeleitet und erprobt. Eine bessere Überdeckung des Schadensbildes am Montageträger wird durch die Erstellung eines neuen Anregungssignals und die Erweiterung des Prüfumfangs realisiert. Die hierbei erwartete Prüfdauer ist kürzer als die bisher vorgesehene Zeit. Eine abschließende Validierung der Ergebnisse muss über eine vollständige Betriebsfestigkeitsprüfung erfolgen.



TEST4http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872453855ruder.txt
Heckert, Tommy;
Untersuchung eines Lokomotionssystems mit rollender Fortbewegung auf Basis einer nachgiebigen Tensegrity-Struktur - 94 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2016

Die derzeit bekannten Fortbewegungssysteme weisen Defizite hinsichtlich ihrer Einsatzfähigkeit und Effektivität auf. Neuartige Mobilitätssysteme eröffnen die Möglichkeit, effizienter Energie zu nutzen und zusätzliche Funktionen bereit zu stellen. Hierfür werden aktuell Systeme entwickelt, bei denen nachgiebige Tensegrity-Strukturen verwendet werden. Die Realisierung von Systemen mit rollender Fortbewegung auf Basis dieser Strukturen ist ein neues Forschungsfeld. Ein solches im Entwicklungsprozess stehendes Lokomotionssystem soll genauer untersucht werden. Das reale Systemverhalten dieses mobilen Roboters steht dabei im Zentrum der Betrachtungen. Dazu werden zunächst Steuerungsparameter für verschiedene Bewegungsarten implementiert, um die Fortbewegung anschließend mit einem Motion Capturing Verfahren aufzunehmen. Die so erhaltenen Bewegungsdaten von Punkten des Lokomotionssystems werden danach in Matlab® importiert und weiterverarbeitet. Das erstellte Matlab®-Programm rekonstruiert die Fortbewegung des Roboters und ermöglicht eine detaillierte Untersuchung des digitalisierten komplexen Systemverhaltens auch von verschiedenen Bewegungsarten. Die Erkenntnisse aus diesen Analysen ermöglichen eine gezielte Weiterentwicklung des Roboters.



TEST4http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/871736381hecke.txt
Böhm, Valter; Kaufhold, Tobias; Schale, Florian; Zimmermann, Klaus;
Spherical mobile robot based on a tensegrity structure with curved compressed members. - In: 2016 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM) : 12-15 July 2016. - [Piscataway, NJ] : IEEE, ISBN 978-1-5090-2065-2, (2016), S. 1509-1514

The use of mechanically compliant tensegrity structures in mobile robots is an attractive research topic. This paper describes a new concept for rolling locomotion of mobile robots based on tensegrity structures. In particular, an untethered locomotion system based on a simple tensegrity structure, consisting of two rigid disconnected compressed curved members connected to a continuous net of twelve prestressed tensioned members with pronounced elasticity, is considered. The locomotion is induced by the movement of two internal masses. The working principle of the system is discussed with the help of kinematic considerations and verified with experimental tests.



http://dx.doi.org/10.1109/AIM.2016.7576984
Kirst, Thomas;
Ein Beitrag zur Optimierung von Versuchs- und Simulationsparametern bei Karosseriedichtungen - 84 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016

Die vorliegende Abschlussarbeit befasst sich mit der Optimierung der Zielgenauigkeit von Messwerten aus Komponentenprüfungen im Vergleich zu Simulationsergebnissen. Diese wird am Beispiel eines Türdichtungssystems am Kraftfahrzeug durchgeführt. Der Abgleich zeigt sowohl bei den Prüfanforderungen und den Prüfmitteln im Versuchslabor sowie bei den Materialparametern und den Randbedingungen der Simulation Optimierungspotentiale. Diese spiegeln sich in Abweichungen der quantitativen Ergebnisse und der qualitativen Verformungsbilder wider. Unter Beachtung der Gegebenheiten am Fahrzeug wird durch eine gezielte Optimierung der vorgegebenen Prüfanforderungen und der eingesetzten Prüfmitteln eine Reproduzierbarkeit der Komponentenprüfungen unter fahrzeugnahen Prüfbedingungen geschaffen. Die aufgenommenen Prüfergebnisse dienen anschließend als Basis für eine Untersuchung der Simulationseingangsgrößen und deren Sensitivitäten. Diese zeigt Einflüsse durch die Skalierung der Materialsteifigkeit und durch die Variation der Reibungskoeffizienten auf. Mit den gewonnenen Erkenntnissen der Einflussidentifikation an den Komponentenprüfungen und in der Simulation wird eine Empfehlung ausgesprochen, um zukünftig die Zielgenauigkeit von Versuch und Simulation projektbegleitend zu verbessern. Mit diesem Empfehlungskatalog kann in der frühen Entwicklungsphase ein höherer Reifegrad des Produkts erzielt werden.



TEST4http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/871621290kirst.txt