Softwarelabor Mehrkörpersysteme (MKS)

Betreuender Professor: Prof. Dr.-Ing. Matthias R. Leiner
Betreuender Assistent: Tim Rothmann, B. Eng.
Ort: Fachhochschule I, Gebäude B, B01, B02

Mehrkörpersysteme

Mehrkörpersysteme (MKS) sind funktionsorientierte mechanische Ersatzsysteme, die i. Allg. folgende Modellierungselemente verwenden:

  • Starre Körper (bzw. auch Massenpunkte). Außer bei Kontakt von Oberflächen spielt die konkrete Gestalt der starren Körper keine Rolle.
  • Zwangsbedingungen (geometrische und kinematische Bindungen), die die Bewegungsmöglichkeiten starrer Körper einschränken.
    Beispiele: Ideale (d.h. starre und spielfreie) Lagerung / Führung / Gelenke / Getriebe; reines Rollen; Vorgabe von Stellbewegungen.
  • Masselose Koppelelemente (physikalische Bindungen), die Kräfte bzw. Momente einprägen und auch nur einseitig wirken können.
    Beispiele: Masselose lineare und nichtlineare Federn und Dämpfer, Kontaktmodelle für Oberflächen, Reifenmodelle.
  • Weitere eingeprägte Kräfte und Momente.
    Beispiele: Gewichtskräfte, äußere Lasten, Reibung, eingeprägte Stellkräfte und –momente.

Die Methode der Mehrkörpersysteme verwendet also physikalisch diskretisierte Modellierungselemente mit konzentrierten Parametern (starre Körper: nur Massenträgheit, aber keine Elastizität; Federn: nur Elastizität, aber keine Massenträgheit).
Mehrkörpersysteme werden bevorzugt bei Systemen mit großen Bewegungen eingesetzt, bei denen der Einfluss von kleinen elastischen Verformungen vernachlässigbar ist.
Wenn einzelne starre Körper durch elastische Körper ersetzt werden – was möglich ist - , spricht man von einem hybriden oder flexiblen MKS (engl.: flexible multibody system).

Mehrkörpersimulation mit Altair HyperWorks

Mehrkörpersimulation mit Altair HyperWorks
(Bildquelle: Altair Engineering, Inc.)

Die MKS-Software MotionView / MotionSolve als integraler Bestandteil der HyperWorks-Produktpalette läuft auf normalen Windows PCs und wird in den PC-Pools der Fachhochschule eingesetzt.

 

Einsatz in der Lehre:

Bachelor Mechatronik, Bachelor Maschinenbau:

  • Modul Mehrkörpersysteme
  • Projekte in Mechatronik und Maschinenbau
  • Bachelorarbeiten in Mechatronik und Maschinenbau

Master Maschinenbau/Mechatronik: