Interaktive Simulation am Beispiel einer ... - Baumaschine.de

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

5. Fachtagung Baumaschinentechnik 2012 Technische Universität Dresden Interaktive Simulation am Beispiel einer Tunnelspritzmaschine Die numerische Simulation hat sich bei der Entwicklung mobiler Arbeitsmaschinen und Nutzfahrzeuge als unverzichtbares Werkzeug etabliert. Bereits in den Konzept- und Studienphasen können unterschiedliche Ansätze untersucht und bewertet werden. Teilsysteme und Komponenten können abstrahiert und durch entsprechende Rechenmodelle beschrieben werden. Der Einsatz aktueller Modelliertechniken, Sprachen und Werkzeuge erlaubt den flexiblen Aufbau von Modellen sowohl auf System- als auch auf Komponentenebene. Die Kombination der Systemsimulation mit modernen Technologien der virtuellen Realität ermöglicht die Einbeziehung des Bedieners in die Simulation. 1 Anwendung der Spritzbetontechnologie Zum flexiblen Ausbau von Bauwerken und zur Sicherung von Bauteilen in kürzester Zeit hat sich Spritzbeton als hervorragender Baustoff etabliert (Bild 1). Der moderne Tunnelbau ist ohne Spritzbeton undenkbar geworden. In dieser Anwendung wird der Beton konventionell zur Maschine transportiert und in Schlauch- bzw. Rohrleitungen zur Düse gepumpt. In der Düse werden Zuschlagsstoffe, Wasser und Druckluft zudosiert und der Spritzstrahl geformt. Die fertige Betonmischung wird unter hohem Druck aufgetragen, so dass auf der Oberfläche des Bauwerks eine fertig verdichtete Struktur entsteht. 286 Bild 1: Nassspritzmanipulator Sika-PM500 im Einsatz Der Einsatz mobiler Tunnelspritzmaschinen ermöglicht die Anwendung des Beton- Nassspritzverfahrens mit vergleichsweise geringem Installationsaufwand. Der Nassspritz- Manipulator Sika-PM500 erreicht dabei Beton-Auftragsleistungen von bis zu 30m 3 /h bei Reichhöhen und Reichweiten von bis zu 14m. Durch die flexible kinematische Struktur mit rotatorischen und translatorischen Gelenken können komplexe Bewegungen des Spritzarmes realisiert werden. Die hydraulische Parallelführung der Arme ermöglicht dabei die kontinuierliche Bewegung entlang einer Geraden ohne erhöhten Steuerungsaufwand.
Timo Penndorf Interaktive Simulation am Beispiel einer Tunnelspritzmaschine 2 Modellbildung und Simulation mobiler Arbeitsmaschinen Die numerische Simulation hat sich als Werkzeug bei der Entwicklung mobiler Arbeitsmaschinen und Nutzfahrzeuge etabliert. Bereits in den Konzept- und Studienphasen können unterschiedliche technische Systeme analysiert und bewertet werden. Der Einsatz "virtueller Prototypen" ersetzt aufwendige Versuche und erlaubt die Bewertung von Produktvarianten bei denen Teilsysteme noch nicht vollständig aufgebaut sein müssen. Die notwendigen Rechenmodelle entstehen durch Abstraktion des technischen Systems. Die Modellierung von Anforderungen kann die Abbildung eines konkreten technischen Objektes ersetzen und ermöglicht die Betrachtung komplexer Modelle mit idealen Komponenten auf Systemebene. Die dadurch gewonnenen Informationen dienen der Spezifikation und Bewertung konkreter Teilsysteme auf Komponentenebene. Für Maschinenhersteller besteht eine große Herausforderung in der Beschreibung der Modelle für Komponenten und Teilsysteme von Zulieferern. Modellstrukturen und Parameter liegen in der Regel nicht vor und müssen bei der Bearbeitung konkreter Aufgaben gemeinsam erarbeitet werden. Dabei gewinnt der Schutz des geistigen Eigentums stark an Bedeutung, so dass die Maschinenhersteller häufig gezwungen sind, Teilsysteme durch vereinfachte Black-Box-Modelle bzw. idealisierte Kennlinien-Systeme zu beschreiben. Standardisierte Modellbibliotheken und Austauschmechanismen liegen aktuell nicht vor. Bild 2: Physikalische Domänen der Systemsimulation mobiler Arbeitsmaschinen Typische Einsatzfälle für die Systemsimulation der Gesamtmaschine liegen im Bereich der Bewertung unterschiedlicher technischer Konzepte hinsichtlich geforderter Funktionen, resultierender Auswirkungen (Belastungen) auf das Gesamtsystem sowie des Energiebedarfs. In diesen Fällen können vereinfachte und verallgemeinerte Modelle der Komponenten ausreichend für den Aufbau aussagefähiger Modelle sein. Für die Bewertung der Ergebnisse und den Vergleich unterschiedlicher technischer Lösungen sind Vereinfachungen an den Modellen im Allgemeinen hilfreich, sofern die notwendigen Phänomene hinreichend genau abgebildet sind. Komplexe Modelle erfordern zusätzlichen Aufwand für 287
Seite 1: 5. Fachtagung Baumaschinentechnik 2
Seite 5 und 6: Timo Penndorf Interaktive Simulatio

Interaktive Simulation am Beispiel einer ... - Baumaschine.de

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?