Theoretische und experimentelle Untersuchungen an 2D-Lokomotionssystemen mit konturvariabler Gestalt. - 140 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2010
Um eine erhöhte Mobilität zukünftiger Robotersysteme zu sichern, ist die Nutzung neuer, nichtkonventioneller Fortbewegungsprinzipien notwendig. Ein aktuelles Forschungsthema ist die Untersuchung der amöboiden Fortbewegung. Im Rahmen vorheriger Arbeiten am Fachgebiet Technische Mechanik der Technischen Universität Ilmenau wurden bereits Lokomotionssysteme mit diesem Hintergrund entwickelt. In der vorliegenden Master-Arbeit wird das dynamische Bewegungsverhalten eines solchen konturvariablen, apedalen Systems untersucht. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildet der Aufbau eines geeigneten FE-Simulationsmodells. Einen weiteren Schwerpunkt stellt die Diskussion des dynamischen Bewegungsverhaltens des Lokomotionssystems anhand der erhaltenen Simulationsergebnisse dar. Abschließend wird das Verhalten des Simulationsmodells mit dem Verhalten des realen Systems verglichen und ein Ausblick auf zukünftig nötige Arbeiten geworfen.
Analyse des Schwingverhaltens von ABS und ESP Befestigungselementen im Fahrzeug. - 138 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Die Tendenz in der KFZ-Entwicklung, alle Komponenten immer kleiner und gleichzeitig leistungsfähiger zu gestalten, stellt auch an das ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) erhöhte Anforderungen. Insbesondere Schwingungsanforderungen sind gestiegen. Für FEM-Simulationen für die Absicherung solcher Anforderungen ist die Kenntnis von dynamischen Kennwerten der Aggregate unerlässlich. Die Arbeit beinhaltet die Ergebnisse von Schwingungsuntersuchungen der Elastomer-Befestigungselemente von ABS und ESP im Fahrzeug. Aus diesen Daten sind die dynamischen Kennwerte Steifigkeit und Dämpfung ermittelt. Zusätzlich wurden Einflussparameter auf diese Kenngrößen ermittelt und untersucht.
Untersuchungen zur Funktion von innovativen, schnell schaltenden Magnetventilinjektoren in der Entwicklungsphase und im Serienhochlauf . - 112 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Diese Diplomarbeit behandelt Magnetventilinjektoren des Dieseleinspritzsystems Common Rail. Die möglichen Fehlerquellen werden erklärt, analysiert und strukturiert dargestellt. Dabei wird zwischen den Injektorgenerationen mit druckbelasteten Kugelventil (Generation CRI 2-16 und früher) und denen mit druckausgeglichenen Schieberventil (Generation CRI 2-18 und später) unterschieden. Der wichtigste Neuerung beim Generationswechsel CRI 2-16 auf CRI 2-18 ist die geregelte Ankerhubeinstellung. Der Anzug der Magnetspannmutter wird durch Überwachung der Schließdauer geregelt. Der gesamte Prozess, seine Fehlerquellen und Möglichkeiten der Korrektur wurden beschrieben. Als Abschluss wurden zwei Anwendungsbeispiele beschrieben.
Analyse von Motion-Capture-Daten zur Detektion von Bewegungsmustern. - 61 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Im ersten Teil der Arbeit wurde das untersuchte Themenfeld abgegrenzt und auf den wissenschaftlichen Stand eingegangen. Die im Umlauf befindlichen Motion-Capture-Systeme wurden vorgestellt und Kriterien sowie Untersuchungsmethoden, mit denen Bewegungsbausteine detektiert werden können, präsentiert. Im Kapitel 2.4 wurde das MTM-Verfahren vorgestellt und als Vorlage, für die in der Arbeit definierten Bewegungsbausteine, genutzt. Die folgende Methodik stellt eine strukturierte Abfolge der Arbeitsschritte dar. Zuerst müssen Bewegungsdaten gewonnen werden. Als nächstes müssen Kriterien gefunden werden, die die definierten Bewegungsbausteine charakterisieren. Ist dies gelungen, können die Kriterien mit Hilfe einer geeigneten Untersuchungsmethode angewandt werden. Die im Kapitel 4 beschriebene Durchführung stellt die Umsetzung, der im Methodikteil beschriebenen "Bewegungsdaten Gewinnung", dar. Mit einem auf Marker basierenden optischen Motion-Capture-System der Firma ART wurden von 3 Probanden Arbeitsverrichtungen aufgenommen. Die Motion-Capture-Daten fließen dann in das Simulationswerkzeug alaska ein. Hier werden sie auf das 3D-Menschmodell "Dynamicus" übertragen, welches die Bewegungsdaten liefert. Auf Grundlagen der gewonnen Bewegungsdaten wurde nun eine Übersicht aller Bewegungsbausteine mit möglichen Kenngrößen angefertigt. Durch das Aufzeigen verschiedener Abfolgen von möglichen Grundzyklen werden typische Arbeitsabläufe vorgestellt. Der Bewegungsbaustein "Werkzeug in der Hand" wird mit einem Abstandskriterium und Geschwindigkeitskriterium zwischen Hand und Werkzeug detektiert. Die Untersuchungsmethode des Vergleichs kommt hierbei zum Einsatz. Am Beispiel der Arbeitsverrichtung "HandelCordlessScrewDriver" wird die Detektierung erfolgreich demonstriert. Der Bewegungsbaustein "periodische Muster" wird an Hand des zeitlichen Verlaufs der z-Koordinate des Werkzeugs detektiert. Diese weißt ein periodisches Muster auf, welches als Kriterium dient. Zuerst wird ein Abschnitt aus dem zeitlichen Verlaufs der z-Koordinate des Werkzeugs als Suchmuster verwendet und mit der Kreuzkorrelation erfolgreich wiedererkannt. Danach wird das Suchmuster durch eine modulierte Sinusfunktion beschrieben und ebenfalls erfolgreich detektiert.
Ein Beitrag zur Entwicklung von 2D-Lokomotionssystemen mit konturvariabler Gestalt. - 75 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Eine erwünschte erhöhte Mobilität zukünftiger Robotersysteme erfordert in vielen Bereichen die Nutzung neuer, nicht konventioneller Fortbewegungsprinzipien. Ein aktuelles Thema ist die Untersuchung der amöboiden Fortbewegung. Im Rahmen der Bachelor-Arbeit wurde ein apedales amöboides Lokomotionssystem betrachtet, dessen Fortbewegung durch eine konturvariable Struktur, bestehend aus kaskadiert angeordneten und in ihrer Länge veränderbaren Segmenten, ermöglicht wird. Mit Hilfe theoretischer Untersuchungen wurde die Fähigkeit zur Fortbewegung des Systems nachgewiesen. Mittels dieser Untersuchungen wurden weiterhin im Hinblick auf die Fortbewegung des Systems günstige Ansteuerungsstrategien ermittelt. Anschließend erfolgte der konstruktive Entwurf des Systems sowie der experimentelle Nachweis der Funktionsweise mittels eines Prototypen.
Ein Beitrag zur Entwicklung formvariabler Lokomotionssysteme. - 60 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Der Wunsch nach einer erhöhten Mobilität zukünftiger Robotersysteme erfordert in vielen Bereichen die Nutzung neuer, nicht konventioneller Fortbewegungsprinzipien. Ein aktuelles Thema ist die Untersuchung der amöboiden Fortbewegung. Ausgehend von dem biologischen Prinzip wurde im Rahmen der Bachelorarbeit ein nachgiebiges Lokomotionssystem entwickelt, dessen Fortbewegung auf der globalen Formänderung seiner 3D-Struktur, bestehend aus miteinander verbundenen starren und elastischen Segmenten, basiert. Zur Beschreibung des Verformungs- und Bewegungsverhaltens wurden umfangreiche Untersuchungen an einem hergestellten Prototypen durchgeführt und die Fortbewegung des entwickelten Systems experimentell nachgewiesen.
Konzeption und Implementierung einer wissenschaftlichen Bewertungsmethode zur Auslegung von Laserstrahlschweißverbindungen . - Online-Ressource (PDF-Datei: XVI, 96 S., 26,02 MB) Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Der Prozess der rechnergestützten Bauteilauslegung mittels Finite-Elemente-Software ist, je nach Bauteilkomplexität, sehr zeitaufwändig. Dabei beschränkt sich der Aufwand nicht nur auf die Berechnung der Modelle. Große Bemühungen sind auch bei der FE-Modell-Erstellung erforderlich, da die Qualität der Modellvernetzung einen entscheidenden Einfluss auf die Ergebnisqualität hat. Es werden Ergebnisse verlangt, denen vertraut werden kann. Daher ist neben einem guten und geeigneten Auslegungskonzept auch die Methodik zur Berechnung der konzeptabhängigen Spannungen von großer Bedeutung. Die Auswertung der Ergebnisse und das Berechnen der Lebensdauer verlangen ebenfalls nach größeren Bemühungen. Daher müssen zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit Werkzeuge und Methoden zur automatisierten konzeptabhängigen Modellierung und Ergebnisauswertung entwickelt werden. - In dieser Diplomarbeit werden im ersten Teil Methoden entwickelt, den Prozess der Schwingfestigkeitsbewertung von (laserstrahl-) geschweißten Verbindungen mittels Finite-Elemente-Methode (FEM) zu automatisieren. Diese Methoden, die auf dem Kerbspannungskonzept und einer Diversifikation der Submodellgenerierung basieren, realisieren eine automatisierte Lebensdauerermittlung auch bei komplexen Schweißnahtgeometrien. - Die betrachteten Automatisierungskonzepte werden im zweiten Teil der Arbeit programmiertechnisch in der Programmiersprache Python umgesetzt und in Form eines Plug-ins in die FE-Software Abaqus implementiert. Durch die Implementierung können die entwickelten Methoden intensiv untersucht werden. Der Fokus der Untersuchungen wird auf die Ermittlung der Abweichungen der automatisiert bestimmten Ergebnisse zu Resultaten aufwändig erstellter und berechneter Referenzmodelle gelegt. Die maximale Differenz bei grober Vernetzung des Globalmodells beträgt ca. 6 % in der berechneten maximalen Spannung. Eine feinere Diskretisierung des Globalmodells führt zu weitaus geringeren Abweichungen. - Außerdem wird die Leistungsfähigkeit der Automatisierung durch einen Vergleich der Berechnungszeiten nachgewiesen. Bei einem Modell einer relativ komplexen Schweißverbindung kann eine Zeitersparnis gegenüber der Rechenzeit des Referenzmodells um den Faktor 1500, bei einer maximalen Kerbspannungsabweichung von ca. 6 %, erreicht werden.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15676
Entwicklung einer Schnittstelle zur Fernsteuerung des Roboters für Landesimulationen im Labor Lander-Navigation. - 97 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Üblicherweise werden Industrieroboter in Form von fest definierten Ablaufroutinen betrieben. In einigen Spezial- und Forschungsanwendungen ist es jedoch erforderlich den Roboter jederzeit frei bewegen zu können. In einem aktuellen Forschungsprojekt erfolgt die Entwicklung von Soft- und Hardware zur optischen Navigation im Mondorbit, wobei die entwickelten Komponenten in einem eigens dafür eingerichteten Landesimulator getestet werden sollen. Dazu muss ein, im Teststand integrierter, Industrieroboter über eine externe Applikation, in Echtzeit, gesteuert werden können. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung einer netzwerkbasierten Schnittstelle zur Fernsteuerung des Industrieroboters durch einen handelsüblichen PC. Dabei wurden verschiedene Ansätze zur Implementierung der Schnittstelle zwischen Robotersteuerung und dem PC verfolgt. Die verschiedenen Implementierungen wurden anhand von simulierten und realen Messdaten analysiert und bewertet.
Auslegung und Optimierung eines Containerbewegungssystems für eine Forstmaschine. - 70 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2009
In dieser Arbeit soll das Wirksystem zum Leeren eines Containers mittels Seitenkippsystem analysiert und optimiert werden. Hierzu wird eine Kraft- und Momentenanalyse am Beispiel einer Forstmaschine vorgenommen und ausgewertet. Dabei werden die Betriebszustände Heben, Senken, Abkippen und Nivellieren betrachtet. Zu beachten sind dabei die Randbedingungen Hubhöhe, Seitenversatz, Volumen und Gewicht. - Des Weiteren sind alternative Lösungsvorschläge herauszuarbeiten und eine geeignete Lösung mittels Simulation aufzuarbeiten. - Die gewonnen Erkenntnisse sollen dazu dienen, die Entwicklung voranzutreiben und damit die Leistungsfähigkeit der Fortmaschinen zu erhöhen. - Schlagwörter: Seitenkippsystem, Kraftanalyse, Momentenanalyse, Randbedingung, Simulation, Forstmaschine
Untersuchung des dynamischen Verhaltens von planaren Luftlagern und Ableitung von MKS-Modellen. - 82 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Messaufbaus, um die statischen und dynamischen Eigenschaften von aerostatischen Luftlagern mit poröser Oberfläche zu ermitteln. Eine Konstruktionskritik wird durchgeführt und die Inbetriebnahme beschrieben. Ein existierendes Mehrkörpersystem-Modell wird angepasst. Die Ergebnisse der Simulation mit dem Mehrkörpersystem-Simulationsprogramm alaska werden ebenfalls vorgestellt.