Beispiele des Instituts für technische und numerische Mechanik

Steuerung von Schwarmrobotern über Optimierungsalgorithmen

Ein Schwarm von unabhängigen Robotern kann durch den Austausch von Informationen gesteuert werden unter Benutzung von Methoden aus der 'Particle Swarm Optimization'. Der dargestellte Schwarm tauscht Informationen über lokale und globale günstige Situationen aus und die einzelnen Roboter kümmern sich auch um die Kollisionsvermeidung. Am Ende kommen sie einem durch eine Gütefunktion festgelegten Minimum so nahe wie möglich. Weitere Informationen gibt es hier.

Tanklastzug mit schwappender Flüssigkeit

In diesen Simulationen wird die schwappende Flüssigkeit durch die sog. 'Smoothed Particle Hydrodynamics' Methode beschrieben. Dies ist eine gitterfreie Methode, bei der man vorher nicht wissen muss, wohin sich die Flüssigkeit bewegt. Das Fahrzeug wird über einen Mehrkörper-systemansatz beschrieben und beide Simulationsmodelle werden durch eine Kosimulation verknüpft. Weitere Informationen gibt es hier.

Simulation des Mittelohrs mit Prothesen

Die Bewegung der Knöchelchen im Mittelohr wird berechnet über Methoden der Mehrkörperdynamik. Diese Biomechanik-simulationen sind sehr schwierig aufgrund der unsicheren und von Mensch zu Mensch unterschiedlichen Parameter und Kraftgesetze. Im Video ist einer der Knochen durch eine Prothese ersetzt. Diese Untersuchungen werden gemeinsam mit Medizinern und Medizintechnikfirmen durchgeführt. Weitere Informationen gibt es hier.

Dynamik von Eisenbahnen

In diesen Forschungsarbeiten wird die Dynamik der berühmten Dampflokomotive 05 002 untersucht. Im Jahr 1936 war dies die erste Lokomotive, die schneller als 200 km/h fahren konnte, doch war die theoretisch mögliche Höchstgeschwindigkeit nicht bekannt. Weitere Informationen gibt es hier.

Werkzeugmaschine mit Parallelkinematik

Die Simulation von Werkzeugmaschinen mit Parallelkinematik ist aufgrund der vielfältigen verkoppelten Antriebe aufwändig und auch die Nachgiebigkeit ändert sich positionsabhängig. Im Video sind Stabilitätsplots für verschiedene Positionen im Arbeitsraum dargestellt. Weitere Informationen gibt es hier.