Inhaltsverzeichnis | 7 |
Vorwort | 5 |
1. Einleitung | 9 |
2. Definition und Klassifizierung nachgiebiger Systeme | 11 |
2.1 Nachgiebige Mechanismen | 11 |
2.2 Nachgiebige Aktuatoren | 15 |
2.3 Nachgiebigkeit | 16 |
2.3.1 Einteilung der Nachgiebigkeit | 16 |
2.3.2 Änderung der Nachgiebigkeit | 17 |
2.3.3 Multifunktionalität durch inhärente Eigenschaften | 20 |
2.4 Bewegungsverhalten nachgiebiger Systeme | 26 |
2.4.1 Stabiles Bewegungsverhalten | 27 |
2.4.2 Instabiles Bewegungsverhalten | 30 |
3. Modellierung nachgiebiger Systeme als Starrkörpersystem | 35 |
3.1 Voraussetzungen für die Modellbildung | 35 |
3.2 Beschreibung der Belastungsfälle | 36 |
3.3 Modelle für einzelne Belastungsfälle | 39 |
3.4 Modell für komplexe Belastungen | 41 |
3.5 Modell für konzentrierte Nachgiebigkeit | 43 |
3.6 Validierung des Modells | 43 |
3.7 Seriell kaskadierte Starrkörpergelenke | 45 |
3.8 Beispiele zur Modellbildung | 48 |
3.8.1 Ein Greifersystem mit zwei Gelenken | 48 |
3.8.2 Ein Greifer mit mehreren Gelenken | 50 |
3.8.3 Parallel kaskadierte nachgiebige Elemente | 52 |
4. Modellierung großer Verformungen stabförmiger Strukturen | 55 |
4.1 Annahmen für die Modellbildung | 55 |
4.2 Gleichgewichtsbedingungen für ein Stabelement | 58 |
4.2.1 Gleichgewichtsbedingungen in Vektorform | 58 |
4.2.2 Ableitungen der Basisvektoren | 60 |
4.2.3 Natürliches Koordinatensystem | 62 |
4.2.4 Zusammenhang zwischen natürlichem Koordinatensystem und Stabkoordinatensystem | 64 |
4.2.5 Weiterentwicklung der Gleichgewichtsgleichungen | 66 |
4.3 Einbindung der Materialeigenschaften | 66 |
4.4 Transformationsmatrizen | 72 |
4.5 Verankerung der Form des Stabes in einem Koordinatensystem | 77 |
4.6 Verschiebungen des Stabes | 80 |
4.7 Zusammenfassende Darstellung der Verformungsgleichungen | 82 |
4.7.1 Vektorform der Verformungsgleichungen für ein Stabkoordinatensystem in einem Raum | 82 |
4.7.2 Skalare Verformungsgleichungen für ein Stabkoordinatensystem in einem Raum | 84 |
4.7.3 Skalare Verformungsgleichungen für ein Stabkoordinatensystem in einer Ebene | 87 |
4.7.4 Vektorform der Verformungsgleichungen für ein kartesisches Koordinatensystem | 88 |
4.7.5 Skalare Verformungsgleichungen für ein kartesisches Koordinatensystem in einem Raum | 90 |
4.7.6 Skalare Verformungsgleichungen für ein kartesisches Koordinatensystem in einer Ebene | 92 |
5. Beispiele zur Beschreibung großer Verformungen stabförmiger Strukturen | 95 |
5.1 Ebene Probleme im Stabkoordinatensystem | 96 |
5.1.1 Ein pneumatisch angetriebener Greiferfinger | 97 |
5.1.2 Ein Schlauch mit ausströmender Flüssigkeit | 100 |
5.1.3 Ein beschichteter Hohlraumstab | 104 |
5.2 Räumliche Probleme im Stabkoordinatensystem | 109 |
5.2.1 Ein schraubenlinienförmiger Stab unter Innendruck | 109 |
5.2.2 Ein Bohrer unter Belastung durch ein Moment | 115 |
5.3 Ebene Probleme in kartesischem Koordinatensystem | 118 |
5.3.1 Ein Fühler zur Messung dynamischer Drücke | 119 |
5.3.2 Nachgiebige Elemente zur Überwachung der Winkelgeschwindigkeit | 121 |
5.3.3 Ein Greifer mit einem nachgiebigen Körper | 124 |
5.4 Räumliche Probleme in kartesischem Koordinatensystem | 128 |
5.4.1 Ein Ringsegment unter äußeren Belastungen | 128 |
5.4.2 Ein Greifer mit nachgiebigen gekrümmten Fingern | 131 |
Literatur | 137 |
Index | 141 |