Verfahren zur ad hoc-Modellierung und -Simulation räumlicher Feder-Masse-Systeme für den Einsatz in Virtual Reality-basierten Handhabungssimulationen:
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2009
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| adam_text | HERAUSGEBER: PROF. DR.-ING. FRANK-LOTHAR KRAUSE JENS NEUMANN VERFAHREN
ZUR AD HOC-MODELLIERUNG UND -SIMULATION RAEUMLICHER FEDER- MASSE-SYSTEME
FUER DEN EINSATZ IN VIRTUAL REALITY-BASIERTEN HAND- HABUNGSSIMULATIONEN
PRODUKTIONSTECHNISCHES ZENTRUM BERLIN (PTZ) * . , INSTITUT FUER
FRAUNHOFER | NSTJTUT WERKZEUGMASCHINEN UND PRODUKTIONSANLAGEN UND
FABRIKBETRIEB KONSTRUKTIONSTECHNIK TECHNISCHE UNIVERSITAET BERLIN
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 VIRTUELLE REALITAET ALS
WETTBEWERBSFAKTOR 1 1.2 DEFIZITE AKTUELLER VR-HANDHABUNGSSIMULATIONEN 3
1.3 ZIELSTELLUNG UND WISSENSCHAFTLICHER NUTZEN DER ARBEIT 8 1.4
KAPITELUEBERSICHT 10 2 AUFGABENSTELLUNG UND LOESUNGSANSATZ 12 2.1
BESCHREIBUNG DER AUFGABE 12 2.2 THEMENEINGRENZUNG UND LOESUNGSKONZEPT 15
3 STAND DER TECHNIK 19 3.1 EINORDNUNG DER FEDER-MASSE-SYSTEME 19 3.1.1
UEBERBLICK 19 3.1.2 DEFIZITE DISKONTINUIERLICHER SYSTEME 22 3.1.3
FEDER-MASSE-SYSTEME ALS ALTERNATIVE 26 3.2 MODELLIERUNG VON
FEDER-MASSE-SYSTEMEN AUF ALLGEMEINEN NETZEN 30 3.2.1 NETZARTEN FUER
FEDER-MASSE-SYSTEME 30 3.2.2 PROBLEME DER MODELLBILDUNG AUF ALLGEMEINEN
NETZEN 33 3.3 HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER FEDER-MASSE-SYSTEME UND
BISHERIGE ANWENDUNGEN 34 4 MECHANISCHE GRUNDLAGEN 38 4.1
DEFORMATIONSSIMULATION MIT FEDER-MASSE-SYSTEMEN 38 4.1.1 RAEUMLICHE
PUNKTKINEMATIK 38 4.1.2 RAEUMLICHE KINETIK EINES SYSTEMS VON MASSEPUNKTEN
39 4.2 STARRKOERPERSIMULATION MIT SCHWERPUNKT- UND DRALLSATZ 43 I
INHALTSVERZEICHNIS 4.2.1 RAEUMLICHE KINEMATIK STARRER KOERPER 44 4.2.2
RAEUMLICHE KINETIK STARRER KOERPER 45 4.3 KOPPLUNG VON
FEDER-MASSE-SYSTEMEN UND STARRKOERPERN 50 INTEGRATIONSVERFAHREN FUER
FEDER-MASSE-SYSTEME 53 5.1 ANFORDERUNGEN 53 5.2 AUSWAHL EINES VERFAHRENS
54 VERFAHREN ZUR HOMOGENISIERUNG DREIDIMENSIONALER NETZE 62 6.1
ANFORDERUNGEN 62 6.2 AUSWAHL EINES VERFAHRENS 63 VERFAHREN ZUR
AD-HOC-ABSCHAETZUNG MECHANISCHER EIGENSCHAFTSWERTE FUER
FEDER-MASSE-SYSTEME 72 7.1 VERFAHREN ZUR MASSEVERTEILUNG 72 7.1.1
ANFORDERUNGEN 72 7.1.2 BERECHNUNGSGRUNDLAGEN ZUM ABSCHNITT 7.1 73 7.1.3
BEKANNTE VERFAHREN ZUR MASSEVERTEILUNG 77 7.1.4 VERBESSERUNG DER
MASSENABSCHAETZUNG 83 7.2 VERFAHREN ZUR ELASTIZITAETSMODELLIERUNG 86 7.2.1
ANFORDERUNGEN 86 7.2.2 EXPERIMENTELLE GRUNDLAGEN ZUM ABSCHNITT 7.2 86
7.2.3 BEKANNTE VERFAHREN ZUR ELASTIZITAETSABSCHAETZUNG 88 7.2.4
VERBESSERUNG DER ELASTIZITAETSABSCHAETZUNG 101 7.3 VERFAHREN ZUR
DAEMPFUNGSMODELLIERUNG 110 7.3.1 ANFORDERUNGEN 110 7.3.2 EXPERIMENTELLE
GRUNDLAGEN ZUM ABSCHNITT 7.4 110 7.3.3 BEKANNTE VERFAHREN ZUR
DAEMPFUNGSABSCHAETZUNG 115 7.3.4 VERBESSERUNG DER DAEMPFUNGSABSCHAETZUNG 121
INHALTSVERZEICHNIS III 8 EVALUATION DER VERBESSERTEN MODELLIERVERFAHREN
AN KOMPLEXEN GEOMETRIEN 131 8.1 EVALUATIONSMODELL 131 8.2 EVALUATION DES
VERBESSERTEN ELASTIZITAETS-MODELLIERVERFAHRENS 133 8.3 EVALUATION DES
VERBESSERTEN DAEMPFUNGS-MODELLIERVERFAHRENS 140 9 PROTOTYPISCHE
IMPLEMENTIERUNG EINES VR-DEMONSTRATORS 147 9.1 ANFORDERUNGEN AN DEN
VR-DEMONSTRATOR 147 9.2 INTERAKTIONS- UND SIMULATIONSKONZEPT 149 9.3
VISUALISIERUNGSKONZEPT 156 9.4 SOFTWAREKONZEPT 158 9.5 NETZWERKBASIERTE
HARDWAREARCHITEKTUR 160 9.6 ERGEBNISSE 161 10 DISKUSSION DER ERGEBNISSE
UND AUSBLICK 167 LITERATUR 171 ANHANG A: ALGORITHMEN ZUR SIMULATION VON
FEDER-MASSE-SYSTEMEN 183 ANHANG B: GRUNDLAGEN DER ELASTIZITAETSTHEORIE
185 ANHANG C: SOFTWARETECHNISCHE UMSETZUNG EINES VR-DEMONSTRATORS 190
C.L VERWENDETE BIBLIOTHEKEN 190 C.2 IMPLEMENTIERUNG 191
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