Im Fachbereich Nachgiebige Systeme werden unter anderem neue Methoden für den Entwurf von Nachgiebigen Mechanismen entwickelt. Bei den eingesetzten kontinuumsbasierten Ansätzen werden mit Hilfe von formellen Optimierungsverfahren mechanische Systeme synthetisiert, deren Funktion auf der Verformung elastischer Bereiche basiert.
Hierzu wurde eine neue Methode für die Topologieoptimierung von selektiv nachgiebigen Mechanismen entwickelt. Die Formulierung des Optimierungsproblems erlaubt es einen Nachgiebigen Mechanismus so auszulegen, dass er lastunabhängig in Form einer vorgegebenen, gewünschten Kinematik auf äußere Kräfte reagiert. Diese Methode wurde von Frau Stephanie Kirmse erweitert, indem das Optimierungsproblem stückweise linearisiert wurde, was den Einsatz von effizienteren und stabileren linearen Optimierungsalgorithmen ermöglicht.
Das Ergebnis dieser Forschung wurde nun in der renommierten Fachzeitschrift Mechanism and Machine Theory veröffentlicht. In der Publikation wird die neuartige Synthesemethode vorgestellt, anhand von mehreren numerischen Beispielen demonstriert und abschließend experimentell verifiziert. Dazu wurde mittels 3D-Druck ein Prototyp einer der vorgestellten, formadaptiven Beispiele (siehe Bild) erstellt und erfolgreich ein Abgleich mit den numerischen Ergebnissen durchgeführt.
Der Artikel ist bis zum 29.01.2021 frei verfügbar unter folgendem Link abrufbar:
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