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Fachgebiet Mechanik Nachgiebiger Systeme
(Zusammenlegung der Fachgebiete Technische Mechanik und Nachgiebige Systeme)
Mechanische Systeme
Maschinendynamik
Vielfältige technische Fragestellungen können mit der Mehrkörperdynamik untersucht werden. Dazu zählen u.a. Fragestellungen aus der Maschinendynamik und Untersuchungen der Dynamik mechatronischer Systeme. Unser Focus liegt auf:
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Im Fachgebiet ist eine Vielzahl von Messeinrichtungen vorhanden, um das dynamiche Verhalten techischer Systeme zu untersuchen.

Mehrkörper- und Strukturdynamik
Die Untersuchung des dynamischen Verhaltens von komplexen mechanischen Systemen und die Dimensionierung von Strukturen (Tragwerken, Balken, Platten u.ä.) bei statischer, dynamischer und thermischer Belastung gehören zu den wichtigen Aufgabenfeldern des
• | die computergestützte Simulation von Mehrkörpersystemen und |
• | die Finite-Elemente-Methode |
werden im Fachgebiet als effiziente Verfahren vor allem für die Virtuelle Produktentwicklung eingesetzt. Die Applikationsfelder sind die Bereiche Robotik (Lokomotion und Manipulation) und biologisch inspirierte Sensorik.
Intelligente Materialien für nachgiebige Roboter
Magnetische Hybridmaterialien
Die Anwendung von magnetischen Hybridmaterialien wie beispielsweise magnetoaktiven Elastomeren ermöglicht die Realisierung von Aktorsystemen mit komplexen, auf die jeweils aktuelle Betriebssituation anpassbarem mechanischen Verhalten. Dies resultiert aus magnetisch kontrollierbaren Partikel-Matrix-Wechselwirkungen. Das Fachgebiet Technische Mechanik fokussiert sich in diesem Themenfeld auf den modellbasierten Entwurf solcher Strukturen, die den Steuerungsaufwand reduzieren. Für die Bewegung und Kontrolle einer derartigen „intelligenten“ Mechanik bieten magnetoaktive Elastomere einen geeigneten Ansatz. Apedale (d.h. bein- und radlose) Lokomotionssysteme und nachgiebige Greifer sind aktuelle Applikationsfelder.
Mehrfach stimulierbare Elastomer-Materialien
Hybride Elastomer-Materialien mit aktorischen und/oder sensorischen Eigenschaften ermöglichen neue Ansätze für den Einsatz nachgiebiger Materialien in der Robotik. Durch die mehrfache Stimulation dieser Materialien durch Temperatur- und Magnetfelder können mechanische Eigenschaften und Werkstoffparameter aufgabenbezogen angepasst werden. In diesem innovativen Forschungsfeld betreibt das Fachgebiet Technische Mechanik Grundlagenforschung für die Synthese die Hybrid-Elastomer-Materialien mit
• | weichmagnetischen Partikeln | |
• | thermoplastischen Partikeln und | |
• | thermoplastischer Elastomermatrix. |
Mechatronische Systeme
Lokomotionssysteme
klassische und nicht klassische Lokomotionsprinzipien als Basis mobiler Roboter und Bewegungssysteme:
- Vibrationsbasierte Fortbewegungssysteme
- Anisotrope Reibung
Mobile Robotik
Mobile Roboter sind eines der Paradigmen der Mechatronik, weil sie eine fachgebietsübergreifende Auseinandersetzung mit Problemen der Mechanik, Elektrotechnik und Informatik verlangen. Ausgehend von den spezifischen Kompetenzen in der Mechanik innerhalb des Fachgebietes sind Forschungsschwerpunkte in diesem Themenfeld
• | die Kinematik und Dynamik von Systemen mit omnidirektionalen Rädern, inklusive deren konstruktiven Entwurfes |
• | die Systemanalyse, Modellbildung und Parameteridentifikation |
• | die Ableitung modellbasierter Steuerungs- und Reglerstrategien und |
• | die Systemintegration und das Prototyping. |
(nachgiebige) Greifersysteme
- Tensegrity
- MSE