TY - GEN A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Detaillierte Abbildung komplexer Anregungsspektren in Mehrkörpersystem-Modellen zur Untersuchung kritischer Betriebszustände T2 - VDI Wissensforum - Schwingungsanalyse 2013, Stuttgart, 06./07. März 2013 Y1 - 2013 ER - TY - GEN A1 - Goedeke, Arne A1 - Schulz, Carsten A1 - Gruss, H. A1 - Gläser, T. T1 - Optimierung des Predictive Maintenance im Kranbau T2 - Nachwuchswissenschaftlerkonferenz - NWK, 19, 2018, Köthen Y1 - 2018 ER - TY - GEN A1 - Schulz, Carsten A1 - Gruss, H. A1 - Voigt, S. T1 - Ganzheitliche Instandhaltungsplanung für Industriegetriebe T2 - Nachwuchswissenschaftlerkonferenz - NWK, 19, 2018, Köthen Y1 - 2018 ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Mtauweg, S A1 - Schulz, Carsten T1 - Dynamische Untersuchung des Azimutsystems und der Windrichtungsnachführungsstrategie einer Windenergieanlage T2 - 3. VDI-Fachtagung Schwingungen von Windenergieanlagen 2012 mit Fachausstellung : Bremen, 07. und 08. Februar 2012 Y1 - 2012 SN - 978-3-18-092168-6 PB - VDI-Verl. CY - Düsseldorf ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Mulski, Steve T1 - About the Necessity of Flexible Gears T2 - VDI International Conferences on Gears, October 5-7 2015, München Y1 - 2015 SN - 978-3-18-092255-3 SP - 471 EP - 482 PB - VDI Verlag CY - Düsseldorf ER - TY - JOUR A1 - Schulz, Carsten A1 - Schwarz, Colin T1 - Drivetrain fatigue strength characteristics of model-predictive control for wind turbines JF - Wind Energy N2 - Wind turbines play a crucial role in the revolution towards renewable resources. They need to be economically competitive to be sustainable. This still requires to lower the cost of energy (COE). To this end, nonlinear model predictive control (NMPC) is used within this paper. As known from literature, NMPC significantly improves the energy extracting performance as well as the mitigation of tower loads of wind turbines. As it is shown in this paper, the drivetrain fatigue strength drops disproportionally in parallel, which either increases the demands on the turbine design or decreases the lifetime of drivetrain components. Without additional boundary conditions to the underlying optimal control problems (OCPs), the application of energy-maximizing NMPC might so even raise the COE. Only penalizing axial torque oscillations by quadratic terms decreases energy-extracting performance below the level of classical wind turbine controllers. This makes more sophisticated conditions necessary. In this paper, the increase of the drivetrain damage by NMPC is analyzed, and appropriate boundary conditions are derived, to balance the two contradicting objectives of energy maximization and drivetrain load mitigation. An NMPC approach based on indirect methods is used, to obtain a solution of the OCPs very efficiently. It applies the Hamilton equations and Pontryagin's maximum principle. Its accuracy and efficiency to solve OCPs was presented over the last decades. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1002/we.2520 VL - 23 IS - 12 SP - 2137 EP - 2149 PB - Wiley ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Kieß, Benjamin T1 - Validierung des Digitalen Zwillings eines Getriebes im Zeitbereich T2 - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium - DMK 2024, 14.-15. Mai 2024, Dresden Y1 - 2024 ER - TY - CHAP A1 - Kieß, Benjamin A1 - Schulz, Carsten T1 - Digital Twin Based Predictive Maintenance T2 - NWC, NAFEMS World Congress 2021: 25-29 October, Online N2 - Maintenance strategies of drivetrains either focus on cases of failure or act preventively. The case of failure of a single element within a drivetrain can lead to the failure of the whole machinery or even an entire production line. A maintenance strategy, which focuses only on the case of failure, holds therefore economic risks. A preventive maintenance strategy can lead to replacements of intact components, because one strictly relies on fix maintenance intervals. The useful life of these replaced components is not fully utilized. A further development is the combination of one or two maintenance strategies mentioned above with condition monitoring (CM) in addition. CM monitors crucial components of the machinery. If CM indicates first signs of maloperation, unusual signals or amplitudes, one can initiate maintenance. The significance of a CM relies on the amount, placement and positioning of sensors. In reality, placement and positioning is restricted by design space and operation conditions. Current Research at HSA aims on the development of a predictive maintenance strategy, which combines CM with a realtime-capable digital twin. The latter bases on a multibody system and can be considered as a virtual CM. Within this, the CM provides boundary conditions and realtime validation for the digital twin. The virtual CM suffers no restrictions such as design space and operation conditions. It is able to predict the behavior of the drivetrain at any time, at any place, in any resolution. The data provided by the virtual CM can be used to reevaluate maximum utilization of components and therefore it can be used to set up a predictive maintenance strategy. To investigate the possibilities of this predicitve maintenance strategy further, a drivetrain test bench has been developed at HSA from scratch. The main component is a modular, three-stage gearbox which allows different setups of parameters in which e.g. center distance, bearing concepts and transmission ratio can be changed and modified. Several high fidelity sensors provide CM in realtime. The Paper will focus on the comparison of real and virtual signals and shows first results of validations in frequency domain. Y1 - 2021 UR - https://www.nafems.org/publications/resource_center/nwc21-201/ ER - TY - GEN A1 - Gersch, Sebastian A1 - Schulz, Carsten A1 - Kral, Christopher T1 - Realpotential von Eigenspannungen zur Erhöhung der Bauteillebensdauer bei generativ gefertigten, dynamisch beanspruchten Bauteilen T2 - 9. Mitteldeutsches Forum - 3D-Druck in der Anwendung, 29. Juni 2022, Jena Y1 - 2022 ER - TY - JOUR A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Franze, J. T1 - System analysis of large-scale lignite mining equipment using modular mapping in MBS models JF - World of mining, surface & underground : internationale Fachzeitschrift für den Bergbau Y1 - 2013 VL - 65 IS - 4 PB - GDMB CY - Clausthal-Zellerfeld ER - TY - RPRT A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Untersuchung und Optimierung des dynamischen Verhaltens von Schaufelradantrieben Y1 - 2014 UR - https://fdbi.org/wp-content/uploads/abschlussbericht_srad_dyn_18_03_14.pdf ER - TY - JOUR A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Graneß, Henry T1 - Auswahlkriterium zur Bestimmung einer optimalen Schwingungsdämpfungsmaßnahme JF - Ant-Journal : anwendungsnahe Forschung für Antriebstechnik im Maschinenbau Y1 - 2014 VL - 53 IS - 3 SP - 3 EP - 8 PB - Vereinigte Fachverlag CY - Mainz ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Graneß, Henry T1 - Die Mehrkörpersimulation als Grundlage der Systemanalyse T2 - Tagungsband zum 10. Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung (AKIDA) - 19./20. November 2014, Aachen Y1 - 2014 PB - Institut für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie, RWTH Aachen CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Graneß, Henry A1 - Schulz, Carsten T1 - Vergleich von Kardangelenkwellen und Flachzapfenspindeln T2 - Tagungsband zum 10. Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung (AKIDA) - 19./20. November 2014, Aachen Y1 - 2014 PB - Institut für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie, RWTH Aachen CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Ganzheitliche Lastbetrachtung von Antriebssystemen mithilfe komplexer Mehrkörpermodelle T2 - 8. VDI Fachtagung. Schwingungen in Antrieben, 05. und 06. November 2013, Fulda Y1 - 2013 ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Zum Einsatz modularer MKS-Modelle zur Systemanalyse von Tagebaugroßgeräten T2 - Groß- und Sondergetriebe im Schwermaschinen- und Anlagenbau 2013, Essen Y1 - 2013 ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Aktive Schwingungsdämpfung in drehzahlgeregelten mechatronischen Antriebssystemen T2 - DMK - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, 2013, Dresden Y1 - 2013 ER - TY - THES A1 - Schulz, Carsten T1 - Ganzheitliche Systemanalyse von Schaufelradantrieben Y1 - 2014 N1 - TU Dresden, Dissertation CY - Dresden ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulze, T. A1 - Rosenlöcher, T. A1 - Schulz, Carsten T1 - Untersuchung von Großantrieben im Multi-Megawatt-Bereich mit Hilfe der Mehrkörpersystem-Simulation und der Finite-Elemente-Methode als Basis für die Betriebsfestigkeitsrechnung T2 - AKIDA, Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung, 17./18. November 2010 : Tagungsband zum 8. Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung Y1 - 2010 SN - 978-3-941277-08-3 SP - 371 EP - 380 PB - Zillekens CY - Stolberg ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Rosenlöcher, T. A1 - Schulze, T. T1 - Untersuchung und Optimierung des dynamischen Verhaltens von Schaufelradantrieben T2 - AKIDA, Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung, 17./18. November 2010 : Tagungsband zum 8. Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung Y1 - 2010 SN - 978-3-941277-08-3 SP - 363 EP - 370 PB - Zillekens CY - Stolberg ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Kressner, M. T1 - Erstellung eines Grabwiderstandsmodells zur ganzheitlichen Simulation von Schaufelradantrieben T2 - 16. Fachtagung Schüttgutfördertechnik 2011 : Anlagen, Bauteile, Computersimulationen ; am 14. und 15. September in Magdeburg Y1 - 2011 SN - 978-3-930385-77-5 PB - LOGiSCH-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Goedeke, Arne A1 - Schulz, Carsten A1 - Gruss, H. A1 - Gläser, T. ED - Schmidt, Thorsten T1 - Verfahren zur Aufnahme des Belastungs-Zeit-Verlaufs von Brückenkranen für theoretische Restlebensdauerberechnungen T2 - Krane im Fokus von Ressourcenschonung und Energieeffizienz : 26. Kranfachtagung, 8. März 2018, Technische Universität Dresden: Tagungsband mit den 17 Fachbeiträgen Y1 - 2018 SN - 978-3-86780-560-5 PB - Selbstverlag der Technischen Universität Dresden ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Goedeke, Arne ED - Schlecht, Berthold T1 - Universell einsetzbares Verfahren zur fortwährenden Überwachung von Ermüdungsrissen an wechselnd beanspruchten Strukturbauteilen T2 - DMK - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, 2019, Dresden Y1 - 2019 SP - 703 EP - 712 ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten T1 - Usage of Digital Twins for Predictive Maintenance T2 - NAFEMS World Congress, 17.-20. Juni 2019, Quebec Y1 - 2019 UR - https://www.nafems.org/publications/resource_center/nwc_19_65/ SN - 978-1-910643-52-5 ER - TY - JOUR A1 - Goedeke, Arne A1 - Gruss, H. A1 - Schulz, Carsten A1 - Gläser, T. T1 - Predictive Maintenance im Kranbau JF - Hebezeuge, Fördermittel : technische Logistik Y1 - 2018 UR - https://www.technische-logistik.net/fachmagazin/ausgabe-62018-15888.html IS - 6 SP - 30 EP - 31 PB - Huss CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Goedeke, Arne T1 - Rissfrüherkennung an Brückenträgern T2 - Hebezeuge, Fördermittel : technische Logistik Y1 - 2019 VL - 2019 SP - 62 EP - 63 PB - Huss-Medien CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Mulski, Steve T1 - Auslegung von Getrieben in WEA unter Berücksichtigung flexibler Zahnräder T2 - 6. VDI-Fachtagung Schwingungen von Windenergieanlagen 2015 : Bremen, 16. und 17. Juni 2015 Y1 - 2015 SN - 978-3-18-092242-3 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Graneß, Henry ED - Jacobs, GEorg T1 - The importance of load input functions T2 - ATK 2015 : Tagungsband. 16. Antriebstechnisches Kolloquium ; Aachen, 03.-04. März 2014 Y1 - 2015 SN - 978-3-7528-5925-6 PB - BoD - Books on Demand CY - Norderstedt ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Graneß, Henry ED - Jacobs, Georg T1 - Zur Bedeutung von Lasteingangsfunktionen T2 - ATK 2015 : Tagungsband. 16. Antriebstechnisches Kolloquium ; Aachen, 03.-04. März 2015 Y1 - 2015 SN - 978-3-7528-5925-6 PB - BoD - Books on Demand CY - Norderstedt ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Mulski, Steve T1 - Modelling and Simulating Flexible Gears – A solution-oriented approach T2 - NAFEMS World Congress 2015 incorporating the 2nd International Conference on SPDM : proceedings, San Diego, Calif. Y1 - 2015 CY - Hamilton ER - TY - CHAP A1 - Goedeke, Arne A1 - Schulz, Carsten A1 - Gruss, H. T1 - Erfassung von Katzposition und Hublast zur Lebensdauerberechnung von Brückenkranen T2 - DMK - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, 2017, Dresden Y1 - 2017 PB - sierke-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Graneß, Henry T1 - Die Schädigungssumme als objektives Auswahlkriterium der Systemdynamik T2 - SMK - Schweizer Maschinenelemente Kolloquium, 25.-26. November 2014, Rapperswill Y1 - 2014 ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Mulski, Steve T1 - Einfluss der Radkörpergeometrie auf das Übertragungsverhalten T2 - DMK - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, 2015, Dresden Y1 - 2015 SN - 978-3-96548-055-1 ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Mulski, Steve T1 - Consideration of flexible Gears for detailed Gearbox Analysis T2 - Proceedings of DEWEK 2015, 19.-20.07.2015, Bremen, Deutschland Y1 - 2015 ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Erstellung eines modularen Mehrkörpermodells zur Abbildung des dynamischen Verhaltens von Schaufelradbaggern T2 - 5. Fachtagung Baumaschinentechnik 2012 : Energie, Mechatronik, Simulation ; [20.-21. September 2012, Dresden] ; Tagungsband Y1 - 2012 PB - FVB CY - Frankfurt am Main ER - TY - JOUR A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Franze, J. T1 - Systemanalyse von Tagebaugroßgeräten durch modulare Abbildung in MKS-Modellen JF - World of mining, surface & underground : internationale Fachzeitschrift für den Bergbau Y1 - 2013 VL - 65 IS - 4 SP - 219 EP - 226 PB - GDMB CY - Clausthal-Zellerfeld ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Franze, J. T1 - Systemanalyse von Tagebaugroßgeräten durch modulare Abbildung in MKS-Modellen T2 - AKIDA, 9. Aachener Kolloquium für Instandhaltung, Diagnose und Anlagenüberwachung, 14./15. November 2012, Aachen Y1 - 2012 ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Der modernisierte Schaufelradbagger – Ganzheitlicher Ansatz zur Leistungsoptimierung T2 - DMK 2011 : Dresdner Maschinenelemente Kolloquium ; 29. und 30. November 2011 ; [Tagungsband] Y1 - 2011 SN - 978-3-942710-49-7 PB - TUDpress CY - Dresden ER - TY - JOUR A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Holistic Simulation of a Bucket Wheel Excavator JF - Simpack News Y1 - 2013 UR - https://www.3ds.com/products-services/simulia/products/simpack/ IS - 2 SP - 2 EP - 6 PB - INTEC CY - Wessling ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten T1 - Ganzheitliche Simulation von Schaufelradantrieben unter Berücksichtigung der umgebenden Struktur T2 - SIMPEP, Kongress für Simulation im Produktentstehungsprozess : 29. und 30. September 2011 in Würzburg/Veitshöchheim Y1 - 2011 SP - 207 EP - 232 PB - FVA, Forschungsvereinigung Antriebstechnik CY - Frankfurt ER - TY - CHAP A1 - Schulze, T. A1 - Schulz, Carsten A1 - Rosenlöcher, T. T1 - Critical evaluation of long-time measurements and measurement-based simulation of selected operating conditions T2 - COWEC 2013, 18. und 19. Juni 2013, Berlin Y1 - 2013 ER - TY - JOUR A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten A1 - Kressner, M. T1 - Erstellung eines Grabwiderstandsmodells zur ganzheitlichen Simulation von Schaufelradantrieben JF - Advanced Mining Solutions Y1 - 2012 UR - www.advanced-mining.com ER - TY - CHAP A1 - Schlecht, Berthold A1 - Schulz, Carsten ED - Neubert, Sebastian ED - Jacobs, Georg T1 - Modellbildung und Simulation eines Tagebaugroßgerätes T2 - ATK 2013 - 15. Antriebstechnisches Kolloquium - 19.-20. März 2013 Y1 - 2013 PB - RWTH Universität Aachen ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Kieß, Benjamin A1 - Graneß, Henry T1 - Tooth root modeling induced variations of the calculated transmission error T2 - NAFEMS World Congress, Tampa, 15th-18th May 2023 Y1 - 2023 UR - https://www.nafems.org/publications/resource_center/nwc23/0251-fullpaper/ ER - TY - GEN A1 - Schulz, Carsten A1 - Kiess, Benjamin A1 - Goedeke, Arne T1 - Impact of Elasticity on the Transmission Behavior of Thin Ring Gears T2 - Wind and Drivetrain Conference, 4, 2018, Hamburg Y1 - 2018 ER - TY - CHAP A1 - Goedeke, Arne A1 - Schulz, Carsten A1 - Gruss, H. A1 - Kieß, Benjamin T1 - Structural Health Monitoring auf Basis sich verändernder Strukturdehnungen an Brückenträgern T2 - Der Kran - Leistungssteigerung, Leichtbau und Automatisierung : 27. Internationale Kranfachtagung 2019 : Begleitband zur Kranfachtagung am 07. März 2019 in Bochum Y1 - 2019 SN - 3-89194-226-5 PB - Selbstverlag der Ruhr-Universität Bochum ER - TY - CHAP A1 - Kieß, Benjamin A1 - Schulz, Carsten ED - Schlecht, Berthold T1 - Zustandsüberwachung von Industriegetrieben basierend auf einem Digitalen Zwilling T2 - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium (DMK 2022), 26.-27. April Y1 - 2022 SN - 978-3-96548-135-0 PB - Sierke Verlag CY - Göttingen ER - TY - JOUR A1 - Schulz, Carsten A1 - Vogl, Yannick A1 - Geiger, Benjamin A1 - Schaeffer, Thomas T1 - Vor- und Nachteile einer Lumped-Mass-Modellierung von Förderbändern am Beispiel eines Zwei-Walzensystems JF - Forschung im Ingenieurwesen JF - Engineering Research N2 - Im Betrieb von Förderbändern auftretende Phänomene sind das Bandwandern in Achsrichtung der Walzen und die Bandverformung in der Bandebene [1, S. 142]. Das Bandwandern ist bisher detailliert untersucht [2–4], während die Bandverformung Gegenstand weniger Veröffentlichungen ist. Deshalb wird in diesem Artikel eine Methode zur Berechnung der sich im dynamischen Betrieb einstellenden Verformung eines elastischen Förderbandes vorgestellt. Dazu wird ein Mehrkörpersimulations-Modell basierend auf der Lumped-Mass-Modellierung verwendet. Als Untersuchungsbeispiel dient ein Zwei-Walzensystem mit flexiblen und zylindrischen Walzen, sowie ein flexibles Förderband. Es zeigt sich, dass mit der Lumped-Mass-Modellierung eine dynamische Bandverformung, die von der gewählten Diskretisierung abhängt, berechnet werden kann. Aufgrund dieser Abhängigkeit ist es notwendig eine Konvergenzanalyse durchzuführen. Zusätzlich ist darauf zu achten, dass die künstliche Anregung aufgrund der Lumped-Mass-Modellierung nicht mit einer Eigenfrequenz des Modells zusammenfällt. N2 - Phenomena occurring in the operation of conveyor belts are belt walking in the axial direction of the rollers and belt deformation in the belt plane [1, S. 142]. Whereas [2,3,4] investigate the first effect in detail [2,3,4], the latter is mostly neglected. The authors therefore focus on the calculation of the deformation of the elastic conveyor belt during dynamic operation using a flexible multibody approach. To consider the flexibility of the belt in an efficient way, the model uses the well-known Lumped-Mass-Approach. The discretization of the model (number and distance of masses) thereby impacts the shape of the band deformation. The article investigates the minimum required discretization for two dimensions, the effect on the system response and the influence on the computation time. As an example, a two-roller system with flexible, cylindrical rolls and a flexible conveyor belt is used. The results of the model will be compared with theoretical expectations and show very promising results. T2 - Pros and cons of Lumped Mass Modelling of conveyor belts using a two-roller system Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:898-opus4-72891 SN - 0015-7899 N1 - Corresponding author der OTH Regensburg: Carsten Schulz VL - 88 IS - 1 PB - Springer Vieweg CY - Belrin ; Heidelberg ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Vogl, Yannick A1 - Geiger, Benjamin A1 - Schaeffer, Thomas T1 - Lumped-Mass-Modellierung von Förderbändern am Beispiel eines Zwei-Walzensystems mit flexiblen Walzen T2 - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium - DMK 2024, 14.-15. Mai 2024, Dresden Y1 - 2024 ER - TY - GEN A1 - Schuderer, Matthias A1 - Rill, Georg A1 - Schulz, Carsten A1 - Schaeffer, Thomas T1 - Dynamic Stick-Slip Models based on Continuous and Discontinuous Friction Characteristics T2 - ENOC - European Nonlinear Dynamics Conference, 11th, 2024, Delft N2 - This paper presents the implementation of a recently developed continuous second-order dynamic friction model (FrD2) in the commercial multibody system software Simpack, where it is evaluated against Simpack's discontinuous friction model for stick-slip applications in terms of performance. A method for adapting parameters from the well-known LuGre model to the FrD2 model is introduced. The FrD2 model accurately captures complex friction phenomena, including the Stribeck effect, which is essential for simulating friction-induced vibrations. Tested on a festoon cable system and a belt model, the FrD2 model demonstrates itself as a robust alternative to both the LuGre and Simpack models, especially for applications requiring continuous transitions between static and dynamic friction states, long-term stiction effects, and other complex friction behaviors. KW - Multibody Simulation KW - Simpack KW - FrD2 KW - LuGre KW - Stick-slip Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.2139/ssrn.5014569 ER - TY - GEN A1 - Schuderer, Matthias A1 - Rill, Georg A1 - Schaeffer, Thomas A1 - Schulz, Carsten T1 - Friction modeling from a practical point of view T2 - MULTIBODY2023: 11th ECCOMAS Thematic Conference on Multibody Dynamics, Tampa, 24th-28th May 2023 Y1 - 2023 ER - TY - INPR A1 - Schulz, Carsten A1 - Graneß, Henry A1 - Weinzierl, Stefan A1 - Nicklas, Johannes T1 - Eigenvalue perturbation in drivetrain analysis and optimization N2 - The optimization of the dynamic behavior of drive systems often involves targeted modifications of the system characteristics. Structural and parametric modifications are used to satisfy the constraints of the dynamic requirements. However, many optimizations are still achieved by intuition or parameter variations, even though more streamlined and easy-to-implement tools such as the eigenvalue perturbation method are available. In this article, the eigenvalue perturbation method in the form of an eigenvalue sensitivity analysis is used to efficiently optimize the dynamic behavior for two different use cases using different optimization measures. This paper demonstrates, how eigenvalue perturbation theory can efficiently optimize drivetrain dynamics by systematically modifying system parameters. Two case studies show how eigenvalue sensitivity analysis achieves targeted frequency shifts to avoid resonances: (1) adapting shaft stiffness and control parameters in a torsional drivetrain, and (2) optimizing structural modifications in a wind turbine bedplate. The study introduces the eigenvector tensor product as a weighting matrix, identifying key parameters for effective redesign. Compared to conventional parameter studies, this method enables precise control over system dynamics with minimal computational effort, making it highly applicable for vibration mitigation and drivetrain optimization. Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-6368754/v1 PB - Research Square Platform LLC ER - TY - JOUR A1 - Vogl, Yannick A1 - Schulz, Carsten A1 - Schaeffer, Thomas A1 - Geiger, Benjamin T1 - Prediction of the wear behavior of a conveyor belt with flexible rollers JF - Multibody System Dynamics N2 - This paper introduces a method to predict wear behavior in conveyor belt systems using a lumped mass modeling approach. While previous research has focused primarily on lateral belt walking, this study shifts attention to belt deformation and its associated wear. Both significantly affect system efficiency and component lifespan. The authors propose using local frictional power as a wear indicator, leveraging its direct relation to frictional work in established wear models. To solely demonstrate the method, the study simulates a conveyor belt with three flexible rollers and a deformable belt modeled through rigid spheres connected by spring-damper elements. The authors visualize frictional power density across the belt width, distinguishing between running and transverse directions. The results demonstrate that the frictional power distribution depends heavily on discretization quality, particularly due to the polygon effect inherent in the lumped mass approach. A convergence analysis reveals the minimum necessary discretization of the belt, ensuring reliable qualitative results. To support the credibility of the work, this study compares theoretical expectations and initial wear observations from a real belt with the results from the shown approach. The plausibility check already shows promising results. The proposed methodology provides an adaptable framework to evaluate wear in belt-like structures. It can be readily adapted to a variety of multibody dynamics applications and integrated into larger MBS models that include the overall drivetrain and engine control. Future work will focus on refining discretization strategies and contact models, as well as validation of the wear model to enable quantitative predictions. Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/10.1007/s11044-025-10097-7 SN - 1384-5640 N1 - Die Preprint-Version ist ebenfalls in diesem Repositorium verzeichnet: https://opus4.kobv.de/opus4-oth-regensburg/8194 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Gersch, Sebastian A1 - Schulz, Carsten A1 - Bagdahn, Jörg T1 - Impact of hatching strategy on mechanical properties and residual stresses in additively manufactured AlSi10Mg components T2 - TMS 2025 154th annual meeting & exhibition supplemental proceedings N2 - This study examines the impact of different hatching strategies on the mechanical and technological properties, as well as the manufacturing-induced residual stresses of additively manufactured AlSi10Mg components produced using Laser Powder Bed Fusion (LPBF). For the sample production, parallel and orthogonal hatching patterns were employed at various rotation angles, leading to differences in the mechanical properties of the components. The parallel structure exhibits significantly higher compressive residual stresses in the near-surface areas of the component, up to 33% greater than those observed in the orthogonal structure. These compressive residual stresses could counteract operational tensile stresses, potentially enhancing the load-bearing capacity of the component. The findings of this study provide insights into the targeted use of hatching strategies to optimize the mechanical properties and lifespan of components. Future works should focus on experimentally validating the simulation results using the core hole method to further improve the correlation between numerical models and actual stress distributions. Y1 - 2025 SN - 9783031807473 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-80748-0_15 SN - 2367-1181 SP - 170 EP - 181 PB - Springer CY - Cham ER - TY - INPR A1 - Vogl, Yannick A1 - Schulz, Carsten A1 - Schaeffer, Thomas A1 - Geiger, Benjamin T1 - Prediction of the wear behavior of a conveyor belt with flexible rollers N2 - This paper introduces a method to predict wear behavior in conveyor belt systems using a lumped mass modeling approach. While previous research has focused primarily on lateral belt walking, this study shifts attention to belt deformation and its associated wear. Both significantly affect system efficiency and component lifespan. The authors propose using local frictional power as a wear indicator, leveraging its direct relation to frictional work in established wear models. To validate the method, the study simulates a conveyor belt with three flexible rollers and a deformable belt modeled through rigid spheres connected by spring-damper elements. The authors quantify and visualize frictional power density across the belt width, distinguishing between running and transverse directions. The results demonstrate that the frictional power distribution depends heavily on discretization quality, particularly due to the polygon effect inherent in the lumped mass approach. A convergence analysis reveals a minimum discretization of nine sphere rows with 557 spheres per row to achieve reliable qualitative insights. This method enables researchers to evaluate wear distribution in flexible conveyor systems and adapt the approach for broader applications in multibody dynamics. Future work should refine discretization techniques and friction models to enhance quantitative accuracy. Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-6343500/v1 N1 - Der Aufsatz wurde peer-reviewed veröffentlicht und ist ebenfalls in diesem Repositorium verzeichnet unter: https://opus4.kobv.de/opus4-oth-regensburg/8489 PB - Research Square Platform LLC ER - TY - CHAP A1 - Schulz, Carsten A1 - Schwarz, Colin T1 - Indirect Model Predictive Control and its Impact on the Fatigue Strength of the Drivetrain T2 - 10. VDI-Fachtagung Schwingungen von Windenergieanlagen 2019 : Bremen, 04.-05. Juni 2019 Y1 - 2019 SN - 978-3-18-092346-8 ER - TY - CHAP A1 - Schwarz, Colin A1 - Schulz, Carsten ED - Schlecht, Berthold T1 - Indirekte nichtlineare Modellprädiktive Regelung von Windkraftanlagen und deren Einfluss auf die Betriebsfestigkeit beteiligter Maschinenelemente T2 - DMK - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, 2017, Dresden Y1 - 2017 PB - sierke-Verlag ER - TY - CHAP A1 - Schwarz, Colin A1 - Schulz, Carsten T1 - Moderne, schädigungsreduzierende Ansätze zur Regelung einer Windenergieanlage in einem breiten Lastspektrum T2 - Dresdner Maschinenelemente Kolloquium : DMK 2019 : 26.-27. Nov. Y1 - 2019 SN - 978-3-96548-055-1 SP - 601 EP - 616 PB - Sierke Verlag CY - Göttingen ER - TY - CHAP A1 - Weinzierl, Stefan A1 - Schulz, Carsten T1 - Digitaler Zwilling einer Doppelschlag-Verlitzmaschine : Digital twin of a double twist stranding machine T2 - 5. VDI-Fachtagung Schwingungen 2025 N2 - Die Methode der Mehrkörpersimulation und die Finite-Elemente-Methode gewinnen aufgrund immer leistungsfähigerer Rechentechnik in Forschung und Entwicklung zunehmend an Bedeutung. Heutzutage können komplexe Systeme mit diesen Methoden virtuell simuliert und multiphysikalisch untersucht werden. Insbesondere im Entwicklungsprozess führt deren Einsatz aufgrund der damit verbundenen Zeit- und Kosteneinsparungen zu einem entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein digitaler Zwilling einer bestehenden Doppelschlag-Verlitzmaschine erstellt. Ziel ist die virtuelle Durchführung von Untersuchungen und Schwingungsanalysen. Die wichtigsten Komponenten werden mit flexiblen Eigenschaften unter der Verwendung der Finite-Elemente-Methode integriert, um die Schwingungsfähigkeit des Systems zu simulieren. Um die Effizienz der Simulation zu erhöhen, werden die flexiblen Körper auf ein modales Ersatzmodell reduziert. Darüber hinaus wird die Nachgiebigkeit der Lagerpunkte durch Streifigkeitsmatrizen abgebildet und analysiert. Für die Untersuchung des Hochlaufs und des Dauerbetriebes mit unterschiedlichen Maschinenkonfigurationen wurde ein Auswerteverfahren entwickelt, das die Reproduzierbarkeit und den Vergleich zwischen den einzelnen Tests ermöglicht. Abschließend erfolgt durch den Abgleich mit realen Messungen die Validierung des digitalen Zwillings, wodurch dessen Qualität gesichert und die Vergleichbarkeit zur realen Maschine gewährleistet wird. Y1 - 2025 SN - 9783181024638 U6 - https://doi.org/10.51202/9783181024638-271 SP - 271 EP - 288 PB - VDI Verlag ER -