Fraunhofer-Gesellschaft
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Projekte

Fraunhofer Geschäftsbereich Adaptronik

Numerische Simulation dynamischer Systeme für die Strukturauslegung

Für die Auslegung technischer Systeme ist das Verständnis des Zusammenspiels verschiedener Komponenten von essentieller Bedeutung. Wir verfolgen ganzheitliche Ansätze zur Modellbildung, Simulation, Analyse und Optimierung des dynamischen Verhaltens passiver und aktiver Systeme.

Abb. 1: Simulationsmodell eines Systems mit verteilten adaptiven Tilgern.

Es werden verschiedene numerische Methoden der Strukturdynamik wie z.B. die Finite Elemente Methode (FEM), die Mehrkörpersimulation (MKS) oder die System Level Simulation (SLS) genutzt, um Strukturen zu charakterisieren, zu bewerten und hieraus Maßnahmen für eine passive, semiaktive oder aktive Verbesserung der Strukturen bezüglich des dynamischen oder akustischen Verhaltens abzuleiten. Insbesondere bei aktiven Lösungen sind aufgrund der zahlreichen Wechselwirkungen zwischen Struktur, Aktoren, Sensoren und Regelung häufig Systemsimulationen notwendig, die für die Optimierung des Gesamtsystems zur Verfügung stehen.

Für unsere Kunden bearbeiten wir schwerpunktmäßig Themen in folgenden Bereichen:

  • Modellbildung und Simulation in der Strukturdynamik
  • Analyse und Bewertung passiver, semiaktiver und aktiver Systemlösungen
  • Transfer numerischer und experimenteller Daten in Simulationsmodelle
  • Entwicklung neuer Modellreduktions- und Identifikationsverfahren
  • Verfahren zur Bewertung von Analysedaten aktiver Systeme
  • Abgleich numerischer Modelle mit experimentellen Analysen
  • Entwicklung neuer Aktor- und Sensormodelle auf Basis multifunktionaler Materialien
  • Beratung bezüglich schwingungstechnischer Fragestellungen

Gern erarbeiten wir anwendungsspezifisch mit Ihnen neue und optimierte Lösungen für Ihre Produktinnovationen.

Abb. 2: Strukturdynamische Optimierung einer Tragwerksstruktur durch Shunt Damping (Simulationsergebniss: unbeschaltetes Verhalten).
Abb. 3: Strukturdynamische Optimierung einer Tragwerksstruktur durch Shunt Damping (Simulationsergebnis: rechts beschaltetes Verhalten).