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  Nachgiebige Systeme (NaSys)

Dozent/in
Prof. Dr. sc. ETH Alexander Hasse

Angaben
Vorlesung mit Übung
4 SWS, benoteter Schein, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 5, Sprache Deutsch, Anmeldung via StudOn erforderlich.
Zeit und Ort: Do 14:15 - 15:45, H12; Do, Raum n.V.

Studienfächer / Studienrichtungen
WPF ME-BA-MG8 5-6 (ECTS-Credits: 5)
WPF ME-MA-MG8 1-3 (ECTS-Credits: 5)
WPF MB-BA-FG1 4-6 (ECTS-Credits: 5)
WPF MB-MA-FG1 1-3 (ECTS-Credits: 5)
WPF MB-MA-IP1 1 (ECTS-Credits: 5)
WPF WING-BA-MB-ING-MG1 4-6 (ECTS-Credits: 5)
WPF WING-MA 1-3 (ECTS-Credits: 5)
WPF BPT-MA-M 3-4 (ECTS-Credits: 5)

Voraussetzungen / Organisatorisches
Einführungsveranstaltung am 04.05.2017
Empfohlene Voraussetzungen: Statik und Festigkeitslehre (TM 1-2)

Inhalt
Nachgiebige Mechanismen, auch Festkörpermechanismen genannt, erzeugen Bewegung über die elastische Deformation des Materials und nicht über das Gleiten oder Rollen von Elementen, wie es bei konventionellen Lagern der Fall ist. Dadurch ergeben sich zahlreiche Vorteile wie beispielsweise Reib-, Verschleiß- und Spielfreiheit sowie ein kostengerechtes, monolitisches Bauteildesign. Heute finden diese speziellen Systeme vor allem Anwendung in der Präzisionstechnik und als kostengünstige Gelenkverbindungen bei Massenprodukten. Zudem eignen sich Nachgiebige Mechanismen besonders gut für die knickfreie kontinuierliche Formadaption, da die Verformung hier im Unterschied zu klassischen Gelenken über die ganze Struktur verteilt werden kann. Diese „smoothe" Art der Formänderung ermöglicht zum Beispiel eine besonders effiziente Strömungsinteraktion bei Tragflächen. In Kombination mit aktiven Materialien, wie zum Beispiel Piezokeramiken oder Formgedächtnislegierungen, zeigen nachgiebige Mechanismen ihr volles Potential: Es entstehen mechatronische Systeme, welche klassische Systeme in Leichtbaueigenschaften, Effizienz und Funktionsintegration weit übertreffen.

Einführung in Nachgiebige Systeme

  • Funktionsprinzip

  • Vorteile und Nachteile

  • Klassifizierung von nachgiebigen Mechanismen

  • Anforderungen an nachgiebige Mechanismen

  • Anwendungsmöglichkeiten

Strukturmechanische Modellbildung von nachgiebigen Systemen

  • Lineare und nichtlineare Balkentheorie

  • Numerische Berechnung lineare Balkentragwerke

  • Mechanismusanalyse mittels „Pseudo-Rigid-Body"-Modelle

Optimierungsbasierter Entwurf nachgiebiger Systeme

  • Grundlagen Strukturoptimierung

  • Formoptimierung nachgiebiger Systeme

  • Topologieoptimierung nachgiebiger Systeme

  • Synthese nachgiebiger Mechanismen für die Formadaption

  • Synthese bistabiler nachgiebiger Mechanismen

Empfohlene Literatur
  • Howell, Larry L. Compliant mechanisms. John Wiley & Sons, 2001.

  • Howell, Larry L., Spencer P. Magleby, and Brian M. Olsen, eds. Handbook of compliant mechanisms. John Wiley & Sons, 2013.

  • Smith, Stuart T. Flexures: elements of elastic mechanisms. CRC Press, 2000.

  • Lobontiu, Nicolae. Compliant mechanisms: design of flexure hinges. CRC Press, 2010.

ECTS-Informationen:
Credits: 5

Zusätzliche Informationen
Erwartete Teilnehmerzahl: 100, Maximale Teilnehmerzahl: 100
www: http://www.studon.uni-erlangen.de/cat1157410.html

Verwendung in folgenden UnivIS-Modulen
Startsemester SS 2017:
Nachgiebige Systeme (NaSys)

Institution: Lehrstuhl für Konstruktionstechnik (KTmfk)
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