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Title
Modellierung von Kontakten komplex geformter Körper in der Mehrkörperdynamik / Gerhard Hippmann
AuthorHippmann, Gerhard
CensorArnold, Martin ; Lugner, Peter
Published2004
Description167 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Diss., 2005
Annotation
Zsfassung in engl. Sprache
LanguageGerman
Bibl. ReferenceOeBB
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (GND)Mehrkörpersystem / Dynamik / Kontaktmechanik
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-13238 Persistent Identifier (URN)
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Modellierung von Kontakten komplex geformter Körper in der Mehrkörperdynamik [8.12 mb]
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Abstract (German)

Die Arbeit beschreibt Grundlagen, Modellierung, Implementierung und Anwendung eines Verfahrens zur Analyse von Kontaktvorgängen zwischen komplex geformten Körpern im Rahmen der Mehrkörperdynamik.

Nach einer kurzen Einführung werden einige Grundlagen der Simulation von Mehrkörpersystemen erläutert. Es folgt eine Übersicht der wichtigsten Methoden zur Kontaktanalyse, wobei zwischen Festkörper- und Oberflächenmodellen sowie eindimensionalen Modellen unterschieden wird.

Das im Rahmen der Arbeit entwickelte Polygonflächen-Kontaktmodell basiert auf Körperoberflächen in Polygondarstellung. Die ausführlich erläuterten Methoden und Algorithmen zur Kollisionserkennung sowie zur Approximation und Diskretisierung der Kontaktgebiete weisen daher eine enge Verwandschaft zur Computergrafik auf. Zur Bestimmung der Kontaktspannungen wird auf die Kontaktelemente ein um viskose Dämpfung erweitertes Randschichtmodell sowie eine regularisierte Version des Coulombschen Reibgesetzes angewendet.

Vier Simulationsbeispiele unterschiedlicher Komplexität demonstrieren die Anwendung des Verfahrens. Mehrfache, mehrfach berandete und schmiegende Kontakte werden robust und effizient ausgewertet. Die Arbeit schließt mit einer Bewertung der Ergebnisse und einem Ausblick.

Abstract (English)

The thesis describes the fundamentals, modelling, implementation and application of a method for contact analysis between complexly shaped bodies in multibody dynamics.

After a brief introduction some basics of multibody system simulation are illustrated. An overview of the most important methods for contact analysis follows, wherby solid body, surface and one-dimensional models are differentiated.

The Polygonal Contact Model developed within the scope of the thesis is based on the polygonal representation of body surfaces. Therefore the comprehensively explained methods and algorithms for collision detection and contact patch approximation and discretisation are closely related to computer graphics. For determining the contact stresses the elastic foundation model, extended by viscous damping and a regularised version of Coulomb's friction law are utilised.

Four simulation examples of varying complexity present the application of the method. Multiple, multiply bordered and conforming contacts are analysed robustly and efficiently. The thesis closes with an evaluation of the results and an insight into further developments.