Das Kapitel beginnt mit der Simulation von Masse-Feder-Dämpfer Systemen und endet mit der Simulation von Kreiseln.
Was Sie im Kapitel 9 lernen:
- Mechanische Arbeit, Leistung und Impuls
- Masse, Feder und Dämpfer: Energie-Speicher und -Verbraucher
- Mechanische Systeme 1.Ordnung, 2.Ordnung und höherer Ordnung
- Material-Konstanten und mechanische Zeit-Konstanten
- Translation und Rotation: Kraft und Drehmoment
- Massenträgheits-Moment und Drehimpuls
- Freie und erzwungene Schwingungen
- Mechanischer Oszillator
- Kreisel: Spin und kardanische Aufhängung
- Winkelmessung mit Resolver
- Freier Kreisel, Wendekreisel und Kurskreisel
Warum Sie Kapitel 9 lesen sollten:
- Sie lernen dynamische Grundbegriffe (Energie, Impuls, Kraft), die analog in allen Systemen benötigt werden.
- Der mechanische Oszillator ist das Standard-Beispiel für Oszillatoren aller Art.
- Das Thema ‚Kreisel‘ schult das räumliche Denken.
Beispiel KFZ-Federung
Kurzbeschreibung
Die Federung eines Fahrzeuges - bestehend aus einer Masse m,
einer Feder k.F und einem Dämpfer k.R - soll optimiert werden.
Gegeben ist die Masse m. Die Stärke der Feder k.F bestimmt die
Resonanz-Frequenz - und damit die Einschwing-Periodendauer.
Die Härte des Dämpfers - beschrieben durch seine Reibungs-Konstante k.R - bestimmt die Dämpfung des Systems. Sie zeigt
sich im Zeit-Bereich durch kriechendes oder schwingendes Einlaufen
in den Endwert. Als optimal wird ein einmaliges Überschwingen um 15% über den Endwert angestrebt. Dazu gehört eine optimale Dämpfer-Konstante k.R, die durch Variation dieses Parameters
gefunden werden soll.
Struktur mit Variation der Dämpfer-Konstante k.R
Diagramm
