Virtuelle Mechanik



Was passiert, wenn ... Oder: Damit man schon vorher schlauer ist

Wenn wir uns ins Auto, in die Bahn oder ins Flugzeug setzen, sind Horrorszenarien selten: So fahren wir Auto, ohne durchgeschüttelt zu werden, bis uns schlecht wird oder wir blaue Flecken bekommen; wir fahren im Zug, ohne dass er entgleist, und im Flieger brechen Rumpf und Flügel bei der Landung nicht einfach auseinander.

Damit Systeme wie Auto, Bahn und Flugzeug einwandfrei funktionieren, werden sie entsprechend "ausgelegt", d.h. ihre Einzelteile sind stabil und leicht konzipiert, und Elemente wie Federn und Stoßdämpfer werden sorgfältig eingestellt und auf das System abgestimmt. Das geht nicht nach Gefühl und auch nicht durch reines Ausprobieren. Wie viele Autos würden auf nicht ungefährliche Weise zu Schrott getestet, bis das optimale Modell entwickelt wäre?

Simulationsprogramme vereinfachen diese Arbeit. Solche Programme enthalten die physikalischen Gesetze und die mathematischen Methoden. Mit ihrer Hilfe kann man ungefährlich, schnell und ohne großen Aufwand berechnen, wie sich ein System bewegen wird und wann es gefährlich wird. Lernt so ein hochkarätiges Simulationsprogramm in Aktion kennen und testet es. Im Anschluss werdet Ihr wissen, wie gefährlich es ist, wenn bei Autos, Zügen und Flugzeugen nicht alles auf den Punkt genau sitzt!

Ein Zug mit 331 Studenkilometern Geschwindigkeit brach 1955 den Weltrekord und beschädigte dabei gefährlich das Gleis.

Der Grund hierfür war, dass die Fahrwerke des Zuges für diese Geschwindigkeit nicht ausgelegt waren. Weil sie unruhig liefen und schlingerten, beschädigten sie die Schienen. Es wäre beinahe zur Katastrophe gekommen und der Zug wäre entgleist! Heute hingegen sind weitaus höhere Geschwindigkeiten für Fahrwerke und Gleise kein Problem mehr, denn dank Simulation sind die Fahrwerke richtig ausgelegt.
Je genauer und schneller Simulationssysteme arbeiten, um so besser kann man mit ihnen Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit selbst hochkomplexer technischer Systeme optimieren. Auf der Weiterentwicklung solcher Simulationssysteme, speziell auf dem Gebiet der Fahrzeugsystemdynamik, liegt ein besonderer Schwerpunkt unserer aktuellen Forschung.

Wie teste ich Risiken ohne Gefahr?

Probiert aus, wie spannend die Arbeit mit SIMPACK ist. Es ist ein professionelles Simulationsprogramm, mit dem sogar die Auto-, Bahn- und Flugzeugindustrie arbeitet. Erklärt dem Programm, wie Euer System aufgebaut ist, und der Rest läuft dann wie von selbst. Ihr werdet überrascht sein, wie SIMPACK Euer System durchrechnet und Euch seine Antwort sogar in bewegten Bildern präsentiert!

Weitere Informationen: Simulation von Mehrkörpersystemen oder: immer schneller, immer genauer, immer realistischer


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Experiment­beschreibung Virtuelle Mechanik (http://www.dlr.de/schoollab/Portaldata/24/Resources/dokumente/op/SL-OP-Experimentbeschreibung-Virtuelle_Mechanik_FINAL.pdf)