Modulbeschreibung
Multiphysik-Modellierung und Simulation
ECTS-Punkte:
18
Lernziele:
Die Studierenden
- sind in der Lage statische und transiente Strukturmechanik-Probleme mit eine FEM-Sovler (z.B. Ansys) durchzuführen und auszuwerten.
- sind in der Lage die Dynamik von Mehrkörpersystemen mit Hilfe der Methode der virtuellen Arbeit zu modellieren, d.h. die Steifigkeits-, Masse- und Dämpfungsmatrizen für gekoppelte Systeme herzuleiten.
- sind in der Lage die Schwingungsgleichung von Mehrkörpersystemen (ohne Kontaktprobleme) numerisch für verschiedene Anfangs- und Randbedingungen zu integrieren und die Resultate mit einem Mehrkörper-Solver wie z.B. Simpack zu vergleichen.
- können Mehrkörpersysteme und nicht-lineare, Feder-Dämpfer-Modelle als Knotenmodelle an das FEM-Modell koppeln und diese Modelle berechnen.
- sind in der Lage, verschiedene Untergrundmodelle für die Modellierung von Bahntrassen in ANSYS zu implementieren, deren Einfluss auf die Schwellenbewegung und die vertikale Auslenkung der Schiene zu berechnen.
- sind in der Lage, englische Fachpublikationen und Paper zu lesen, deren Inhalte nachzuvollziehen und umzusetzen.
Kurse in diesem Modul
Multiphysik-Modellierung und Simulation:
Die obigen Ziele werden anhand von praktischen Aufgabenstellungen erarbeitet, beispielsweise:
- Entwickeln eines 3D-FEM-Modells zur Berechnung der Schwellen- und Schienenbewegung.
- Implementieren von nicht-linearen und viskoelastischen Feder-Dämpfer-Elementen als Untergrundmodelle.
- Modellierung eines Mehrkörpersystems für einen Bahnwaggon und numerische Integration der Bewegungsgleichungen für verschiedene Anfangs- und Randbedingungen.
- Validierung des Modells mittels Simpack.
Projekt mit undefined Lektionen pro Woche
Fortgeschrittene Python Programmierung:
Die obigen Ziele werden anhand von praktischen Aufgabenstellungen erarbeitet, beispielsweise:
- Implementierung und Lösung des statischen Randwertproblems (RWP) für die vertikale Bewegung der Schiene als Bernoulli- oder Timoshenko-Beam auf einem nicht-linearen, kontinuierlichen Untergrund (Winkler-Support, linear, nicht-linear, viskoelastisch) in Python.
- Implementierung verschiedener Untergrundmodelle für die Modellierung von Bahntrassen in Python
- Aufbereitung der der Messdaten (Integration der Beschleunigungsdaten der Schwellen und Auswertung der Hochgeschwindigkeitskamera-Aufnahmen, MATLAB)
- Vergleich mit Messdaten und Schlussfolgerung
Selbststudium mit undefined Lektionen pro Woche
Disclaimer
Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.