Mechanische Systeme

Maschinendynamik

Das Fachgebiet Technische Mechanik hat durch die Bearbeitung von maschinendynamischen Problemstellungen in Kooperation und im Auftrag von Industriepartnern Kompetenzen im Bereich der Schwingungsminderung von Maschinen erarbeitet. Im Fokus der Untersuchungen stehen

die Reduzierung von Unwuchterregungen
die Isolierung von Köperschall und
die schwingungsisolierende Aufstellung von Maschinen.
 

Für die Behandlung aller genannten Aufgaben steht eine Vielzahl von Messeinrichtungen zur Verfügung.

© TU Ilmenau / TM

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.

 

DFG-Projekt: "Technische Implementierung magnetosensitiver Elastomere für reversibel magnetisch einstellbare Sensorsysteme"

TU Ilmenau / TM

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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.
 

DFG-Projekt: "Entwicklung und Charakterisierung von weichen magnetischen Materialien mit Aniso-tropie in den mechanischen Eigenschaften und mehrfach stimulierbarer Nachgiebigkeit"

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