Modellierung der Dynamik komplexer Mehrkörpersysteme mit Hilfe von kinematischen Übertragungselementen

Übersicht

Ein zentrales Problem bei der Behandlung der Dynamik komplexer Mehrkörpersysteme, d. h. Systeme mit vielen Körpern und einer komplexen Verkopplungsstruktur, bildet die Aufstellung und Behandlung der Bindungsgleichungen. Möchte man insbesondere die Bewegungsgleichungen in Minimalkoordinaten aufstellen, so besteht eine Möglichkeit darin, die im System auftretenden kinematischen Schleifen als nichtlineare Übertragungselemente aufzubereiten und die so entstehenden „kinematischen Transformatoren” zu einem kinematischen Netz zusammenzufügen. Der kinematische Fluß läßt sich dann in einem Blockschaltbild übersichtlich darstellen. In der vorliegenden Arbeit wird besonders auf die Systematik und die zu erzielende Effizienz bei der Aufstellung und Lösung der kinematischen Gleichungen des Mehrkörpersystems eingegangen.

Summary

A principal issue in the modeling of the dynamics of complex multibody systems, i.e. mechanical systems consisting of many bodies with a complex interconnection structure, is the statement and resolution of the constraint equations. A possible approach to tackle this problem is to treat the individual independent loops in the mechanism as nonlinear transmission elements, denominated „kinematical transformers”, which are assembled together by linear equations to „kinematical networks” representing general mechanisms. This block-diagram representation of the overall kinematics allows to find easily an appropriate solution flow and also recursive solutions. In the present paper, the details of the corresponding systematics as well as the achievable efficiency are discussed.