Vergleich nichtlinearer Kontinuums-Balkenmodelle mit finiten Balkenmodellen für die Analyse nachgiebiger Mechanismen

Harfensteller, Felix; Henning, Stefan GND; Linß, Sebastian GND

Nachgiebige Mechanismen haben sich für eine Vielzahl von Anwendungen in der Feinwerk-, Mess- und Mikrotechnik etabliert. Für den iterativen Entwurf sowie die Optimierung von nachgiebigen Mechanismen besteht ein Bedarf an zeiteffizienten Analysemodellen mit möglichst geringen Abweichungen zum gefertigten Mechanismus. Hierfür wurden eine Reihe verschiedener Modellierungsansätze zur Beschreibung des Bewegungsverhaltens entwickelt und untersucht, unter denen nichtlineare Kontinuums-Balkenmodelle und nichtlineare finite Balkenmodelle ein hohes Potenzial zeigen. Trotz der ähnlichen Ansätze der Balkentheorie ergeben sich Unterschiede im Einsatz beider Modelle, die aufbauend auf den Ergebnissen bestehender Veröffentlichungen im Rahmen dieses Beitrages näher diskutiert werden.

Compliant mechanisms are established in numerous applications in precision engineering, measurement technology and micro technology. The iterative design process as well as the optimisation of compliant mechanisms arise the need for time efficient analysis models with the smallest possible deviations from the manufactured mechanism. For this purpose, a number of modelling approaches to describe the motion behavior have been developed and investigated, among which nonlinear continuum beam models and nonlinear finite beam models show high potential. Despite the similar approaches from beam theory, there are differences in the use of both models, which are discussed in this paper, based on results of existing publications.

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Harfensteller, F., Henning, S., Linß, S., 2021. Vergleich nichtlinearer Kontinuums-Balkenmodelle mit finiten Balkenmodellen für die Analyse nachgiebiger Mechanismen. Siebte IFToMM D-A-CH Konferenz 2021. https://doi.org/10.17185/duepublico/74053
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