Abschlussbericht BioSattel

  • Im Projekt BioSattel wurden zwei Methoden zur Analyse der Beanspruchung von Eulenhalswirbeln unter Last mittels FEM durch Substitution von biologischen Komponenten durch technische Bauteile erarbeitet. Auf die für eine sinnvolle Analyse notwendigen Informationen sowie auf die sich in der FEM ergebenden Restriktionen wird hingewiesen. Weiterführend sind basierend auf der Geometrie der Eulenhalswirbel die Grundlagen für die geometrische Beschreibung, die Kinematik und die Auslegung eines technischen Sattelgelenks erarbeitet worden. Dies ermöglicht nun die Dimensionierung bezüglich Betriebsverhalten und Belastung. Das sich aus der Geometrie ergebende Spiel des Gelenks kann rechnerisch ohne den Einfluss von Fertigungs- und Montageabweichungen abgeschätzt werden. Zusätzlich werden numerische Methoden zur detaillierteren Analyse eines Sattelgelenks hergeleitet und beschrieben. Mit den entwickelten Gleichungen kann für spezielle Anwendungen nun ein Sattelgelenk in Betracht gezogen werden. Die derartig gewonnenen Erkenntnisse konntenIm Projekt BioSattel wurden zwei Methoden zur Analyse der Beanspruchung von Eulenhalswirbeln unter Last mittels FEM durch Substitution von biologischen Komponenten durch technische Bauteile erarbeitet. Auf die für eine sinnvolle Analyse notwendigen Informationen sowie auf die sich in der FEM ergebenden Restriktionen wird hingewiesen. Weiterführend sind basierend auf der Geometrie der Eulenhalswirbel die Grundlagen für die geometrische Beschreibung, die Kinematik und die Auslegung eines technischen Sattelgelenks erarbeitet worden. Dies ermöglicht nun die Dimensionierung bezüglich Betriebsverhalten und Belastung. Das sich aus der Geometrie ergebende Spiel des Gelenks kann rechnerisch ohne den Einfluss von Fertigungs- und Montageabweichungen abgeschätzt werden. Zusätzlich werden numerische Methoden zur detaillierteren Analyse eines Sattelgelenks hergeleitet und beschrieben. Mit den entwickelten Gleichungen kann für spezielle Anwendungen nun ein Sattelgelenk in Betracht gezogen werden. Die derartig gewonnenen Erkenntnisse konnten erfolgreich bei der Entwicklung eines ersten Prototypen im Rahmen einer Bachelorarbeit angewendet werden. Dies ermöglichte eine direkte Iterationsschleife in der Berechnungsmethodik durch Überprüfen der Handhabung im Rahmen der Arbeit des Studenten. Es ist somit konstruktiv ein Prototyp eines technischen Sattelgelenks unter der Verwendung von FGL-Aktoren entstanden. Der Prototyp wurde mittels additiver Fertigung (FDM und SLS) aus PLA bzw. Nylon12 hergestellt und montiert. Weiterführend wurden die CAD-Daten mittels Topologieoptimierung in der FEM-Software ANSYS hinsichtlich Gewicht und Spannung optimiert.show moreshow less

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Metadaten
Author:Rüdiger HornfeckORCiD, Johannes GründerORCiD
URN:urn:nbn:de:bvb:92-opus4-23037
Subtitle (German):Forschungsbericht der STAEDTLER Stiftung. Laufzeit 01.05.2022 bis 31.08.2023 (inkl. Projektverlängerung 3 Monate)
Document Type:Report
Language:German
Date of first Publication:2023/09/30
Publishing Institution:Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
Contributing Corporation:STAEDTLER Stiftung
Release Date:2024/10/10
Tag:Abschlussbericht; Biomimetics; Mechanik; Sattelgelenk
GND Keyword:Biomimetics; Mechanik; Gelenk
Pagenumber:56
First Page:2
Last Page:56
institutes:Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik
Institut für Chemie, Material- und Produktentwicklung
Research Themes:Materialien & Produktionstechnik
Licence (German):Keine Lizenz - Deutsches Urheberrecht gilt
Verstanden ✔
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