Modellbasierte Entwicklung von Methoden, Algorithmen und Werkzeugen zur Analyse und Synthese nachgiebiger Mechanismen

Nachgiebige Mechanismen (NM) sind in technischen Anwendungen aufgrund ihrer Vorteile weit verbreitet. Die Berechnung des Verformungsverhaltens unter dem Einfluss äußerer Belastungen stellt aufgrund von geometrischer Nichtlinearität eine anspruchsvolle Aufgabe dar. Mit Hilfe der in dieser Arbeit beschriebenen Modellgleichungen auf Basis der nichtlinearen Balkentheorie können ebene und räumliche NM sekundenschnell numerisch berechnet werden. Dazu werden über reine Biegung hinaus, Querkraftschub und Querkontraktion im Modell berücksichtigt und Empfehlungen für die zu verwendende Theorie abgeleitet. Zudem werden Algorithmen zur Dimensionierung von NM gegeben, mit Hilfe derer die Verformungseigenschaften im Hinblick auf konkrete Zielkriterien verbessert werden können. Abschließend werden die Methoden in drei eigenständig ausführbare und frei zugängliche Softwarewerkzeuge implementiert. Durch deren Entwicklung wird ein Beitrag zum Entwurf sowie zur Analyse und Synthese von NM geleistet.