Bewegungssimulationen / Dynamische Mehrkörpersimulationen bei induSim
Wir haben Jahrzehnte lange Erfahrung in der Analyse von Bewegungssimulationen und dynamischen Mehrkörpersimulationen (MKS-Modellen). Wir setzen verschiedene Simulationsprogramme ein, bspw. ADAMS, Dynamic Designer, Solidworks Motion oder SimWise 4D. Aus der Praxis haben wir ein Werkzeug zur Generierung von stoß- und ruckfreien Antrieben nach VDI 2143 entwickelt, das sich mittlerweile als eigenständiges Programm (induDrive) auf dem Markt etabliert hat.
Was ist eine Bewegungssimulation (Kinematik)?
In einer Kinematik wird die Bewegung eines oder mehrerer Körper rein geometrisch mit den Größen Zeit, Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung beschrieben (Wikipedia). Dabei kann es sich um einen oder mehrere über Gelenke zusammenhängende Körper handeln. Da die Formulierung der Bewegung mathematisch komplex werden kann, wird sie in der Praxis meist mit Hilfe einer numerischen Bewegungssimulation zeitdiskret berechnet und auf Computern animiert. Werden in der Berechnung Kräfte, Massen und die abgeleiteten Größen wie z. B. Impuls und Energie beschrieben, spricht man von der Kinetik, einem Teilgebiet der Dynamik.
Was ist eine dynamische Mehrkörpersimulation (MKS)?
In einer dynamischen Mehrkörpersimulation (MKS) werden die über Gelenke oder Kontakte miteinander verbundenen Körper als System ganzheitlich berechnet, um Informationen über Orte, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Kräfte und Bewegungsenergien sowie Interferenzen zu erhalten. Diese ermittelten Belastungen helfen bei der konstruktiven Auslegung von bewegten Systemen. z. B. die Kräfte können als Eingabegrößen in der FEM benutzt werden.
In der MKS werden meist Starrkörper verwendet, d. h. die Körper bleiben während der Simulation ideal starr. Um statische Überbestimmungen auflösen zu können, werden oft vereinfacht Gelenke „weich“ gemacht, sie werden also nicht als starre Koppelelemente, sondern als flexible Feder- / Dämpfer verstanden. Diese Abstraktion reicht aber dann nicht aus, wenn die Verformung der Körper für die Bewegung essentiell ist. Dann werden im Rahmen einer in die Bewegungssimulation integrierten FEM-Berechnung ein oder mehrere Körper flexibel gemacht und damit eine dynamische Mehrkörpersimulation mit flexiblen Körpern durchgeführt.
