Investigation of a multistable tensegrity robot applied as tilting locomotion system. - In: 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), (2020), S. 2932-2938
https://doi.org/10.1109/ICRA40945.2020.9196706
FEM model of a tactile sensor based on inductance measurements and magnetosensitive elastomer. - In: SMSI 2020, (2020), S. 333-334
Ein Beitrag zur Entwicklung eines portablen Systems zur bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - 1 Online-Ressource (xxvii, 151 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2019
Die zerstörungsfreie Prüfung ist von besonderer Bedeutung im Lebenszyklus technischer Produkte. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Komponenten in Flugzeugen, Zügen, Pipelines oder Kraftwerken helfen Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung, Qualitätsmängel bereits während des Herstellungsprozesses oder in regelmäßigen Wartungskontrollen zu erkennen, ohne deren Funktion zu beeinträchtigen. Heute erfordern steigende Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen sowie die Entwicklung neuer Materialien für moderne Leichtbaukonstruktionen immer zuverlässigere Prüfverfahren, um den ordnungsgemäßen Betrieb von Bauteilen und technischen Anlagen zu gewährleisten. Für die Untersuchung von Bauteilen aus metallischen Werkstoffen kommen häufig Wirbelstromprüfverfahren zum Einsatz. Im Gegensatz zu klassischen Induktionsverfahren werden die Wirbelströme bei der bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung durch die Relativbewegung zwischen einer Magnetfeldquelle und einem elektrisch leitfähigen Prüfkörper hervorgerufen. Die dabei auftretenden physikalischen Effekte ermöglichen die Detektion von Fehlern im Prüfkörper. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Prinzips für ein portables System zur bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung, welches für den Einsatz als handgeführtes Prüfgerät zur Untersuchung von Bauteilen an ihrem Einsatzort geeignet ist. Nach einer Einführung in die zerstörungsfreie Prüfung und die in der Industrie am häufigsten eingesetzten Prüfverfahren, werden die bekannten Verfahren der bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung vorgestellt. Basierend auf den Erkenntnissen vorangegangener Studien im Bereich der bewegungsinduzierten Wirbelstromprüfung, erfolgt die Präzisierung der Anforderungen an das zu entwickelnde Sensorsystem und die Diskussion möglicher Lösungsvarianten. Im Rahmen dieser Ideenfindung werden zwei favorisierte Lösungsvarianten beschrieben, für die jeweils ein Messsystem zur experimentellen Validierung entwickelt und aufgebaut wird. Außerdem werden die angewendeten Verfahren der Messdatenauswertung erläutert. Das für den Anwendungszweck besser geeignete Prinzip wird anhand eines Variantenvergleichs ermittelt. Weiterführende Experimente mit dem ausgewählten Sensorsystem dienen dazu, Handlungsempfehlungen für dessen Einsatz als handgeführtes Prüfgerät abzuleiten. Darüber hinaus werden verschiedene Möglichkeiten zur Darstellung und Interpretation von Prüfergebnissen aufgezeigt.
https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00044645
Development of a PC program for the analysis of compliant mechanisms for arbitrary motion tasks :
Entwicklung eines PC-Programms zur Analyse von nachgiebigen Mechanismen für beliebige Bewegungsaufgaben. - In: IFToMM D-A-CH Konferenz 2020 der IFTOMM Member Organizations Austria, Germany, Switzerland, (2020), insges. 2 S.
Abhängig von der Bewegungsaufgabe werden nachgiebige Mechanismen mit konzentrierter oder verteilter Nachgiebigkeit in der Feinwerk-, Mess- und Mikrotechnik eingesetzt. Aufgrund von geometrischen Nichtlinearitäten durch große Verformungen und die Querschnittsänderungen entlang des Mechanismus ist eine analytische Beschreibung besonders herausfordernd. Daher werden bisher meist zeitaufwendige FEM-Simulationen für die Analyse eingesetzt. Die Synthese, also die gezielte Anpassung der geometrischen Parameter an ein gewünschtes Bewegungsverhalten ist meist nicht-intuitiv und iterativ. Umfassende Berechnungsprogramme zur Analyse und Synthese nachgiebiger Mechanismen mit konzentrierter und verteilter Nachgiebigkeit sind nicht bekannt. Daher wird ein eigenständiges, in PYTHON entwickeltes PC-Programm zur nichtlinearen analytischen Berechnung von kontinuierlichen nachgiebigen Mechanismen vorgestellt. Die Grundlage für die Berechnung bilden die nichtlineare Theorie großer Verformungen stabförmiger Strukturen und deren Erweiterungen mit Berücksichtigung des Querkraftschubs und der Querkontraktion. Durch die Modellierung des Mechanismus als Kontinuum, liegen im Anschluss an die Lösung des Differentialgleichunggsystems Lösungen für das Schnittmoment, den Neigungsinkel und die Koordinaten x und y für jeden Punkt entlang der Stabachse vor. Diese Ergebnisse werden anschließend verwendet um eine Reihe wichtiger Parameter wie Verschiebungen und Dehnungen zu ermitteln und in der Programmoberfläche für jedes Element anzuzeigen. Es wird eine grafische Benutzeroberfläche präsentiert, mit der über vordefinierte Bausteine ein nachgiebiger Mechanismus elementweise aufgebaut werden kann. Die wichtigsten geometrischen Parameter sowie die Kräfte im Bereich jedes Elements werden über eine umfangreiche Eingabetabelle definiert. Der Nutzer kann zudem die Randbedingungen an beiden Enden des Mechanismus durch Auswahl festlegen. Das Programm bietet zusätzlich die Möglichkeit Parameterstudien durchzuführen. Dies eröffnet die Möglichkeit einen Mechanismus in Bezug auf eine Bewegungsaufgabe oder ein Dehnungsminimum iterativ zu optimieren. Damit leistet das Programm über den detaillierten Analysemöglichkeiten hinaus einen Beitrag zur Synthese nachgiebiger Mechanismen.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:464-20200220-110951-3
Basic magnetic properties of magnetoactive elastomers of mixed content. - In: Smart materials and structures, ISSN 1361-665X, Volume 29 (2020), number 7, 075034, Seite 1-15
https://doi.org/10.1088/1361-665X/ab8fc9
Effects of multi-point contacts during object contour scanning using a biologically-inspired tactile sensor. - In: Sensors, ISSN 1424-8220, Bd. 20 (2020), 7, 2077, insges. 18 S.
https://doi.org/10.3390/s20072077
Design of a vibration driven motion system based on a multistable tensegrity structure. - In: Informatics in control, automation and robotics, (2020), S. 302-307
Vibrating sensor unit made of a magnetoactive elastomer with field-adjustable characteristics. - In: Journal of magnetism and magnetic materials, ISSN 1873-4766, Bd. 498 (2020), 166196
https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.166196
Theoretical and experimental investigation of performance characteristics and design aspects of cross-spring pivots. - In: International journal of solids and structures, Bd. 185/186 (2020), S. 240-256
Cross-spring pivots have been widely employed over the last decades in a broad variety of precision engineering applications due to the high motion repeatability achieved thanks to the absence of stick slip and clearance. In this paper, the non-linear effect of the anticlastic curvature of the leaf-springs is considered for the accurate analytical modeling of the elasto-kinematic behavior of cross-spring pivots. Finite element analyses (FEA), based on a non-linear thin-shell model, are carried out in order to compare them with the analytical results for the main performance parameters of this type of device, i.e. center-shift, rotational stiffness and stress in the leaf-springs. Furthermore, an experimental setup is built to assess the applicability limits of both models. Finally, remarkable performance aspects of cross-spring pivots are discussed aiming for design improvements.
https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2019.08.023
Dynamics and control of a vibration-diven capsule robot with an opposing spring. - In: NODYCON 2019, (2019), S. 765-766