Please use this persistent identifier to cite or link to this item: doi:10.24405/475
Title: Non-intuitive Design of Compliant Mechanisms Possessing Optimized Flexure Hinges
Other Titles: Nicht-intuitives Design von Nachgiebigen Mechanismen mit Optimierten elastischen Festkörpergelenken
Authors: Dirksen, Frank 
Language: eng
Subject (DDC): Ingenieurwissenschaften
Subject: Festkörpergelenk
Topologieoptimierung
Compliant Mechanism
Flexure Hinges
Optimisation
Festkörperphysik
Issue Date: 2013
Publisher: Universitätsbibliothek der HSU/UniBwH
Document Type: Thesis
Publisher Place: Hamburg
Abstract: 
Die vorliegende Dissertation befaßt sich mit der Entwicklung von nachgiebigen Mechanismen im Rahmen des DFG-geförderten Schwerpunktprogrammes Kleine Werkzeugmaschinen für kleine Werkstücke. Gegenstand dieser Arbeit sind dabei vor allem die derzeit größten Herausforderungen: Erstens, die Entwicklung von nachgiebigen Mechanismen unter Anwendung systematischer, nicht-intuitiver Verfahren, sowie zweitens, das Verhalten von unterschiedlich geformten Festkörpergelenken. Zunächst wird ein gestaffelter Topologieoptimierungsalgorithmus entwickelt, programmiert und auf unterschiedliche Lastfälle angewendet. Der Algorithmus besteht aus einer nicht-linearen finiten Elemente Berechnung sowie zweier Optimierungsalgorithmen, die einerseits auf gradientenbasierte und anderseits auf approximationsbasierte Verfahren zurückgreifen. Dadurch werden Topologien nachgiebiger Mechanismen mit bekannten Gelenkpositionen und -verformungen, welche die kinematischen Zielvorgaben ermöglichen, systematisch und erfolgreich generiert. Anschließend werden analytische Gleichungen hergeleitet, die die relevanten, mechanischen Eigenschaften von elastischen Festkörpergelenken, wie Präzision, maximale (elastische) Durchbiegung sowie Materialermüdung abhängig von der Gelenkgeometrie explizit beschreiben. Darauf aufbauend wird eine Vorgehensweise zur Lebensdauervorhersage und zur Geometrieoptimierung von langlebigen Festkörpergelenken entwickelt. Abschließend werden der entwickelte Topologieroptimierungsalgorithmus und die hergeleiteten Gleichungen angewendet, um einen Prototypen eines nachgiebigen Greifmechanismus systematisch herzustellen.
Organization Units (connected with the publication): Mechanik 
DOI: https://doi.org/10.24405/475
Advisor: Lammering, Rolf  
Referee: Seemann, Wolfgang
Grantor: HSU Hamburg
Type of thesis: Doctoral Thesis
Exam date: 2013-12-20
Appears in Collections:Publications of the HSU Researchers

Files in This Item:
File Description SizeFormat
openHSU_475.pdf8.27 MBAdobe PDFView/Open
Show full item record

CORE Recommender

Google ScholarTM

Check


Items in openHSU are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.