Quasi-statische Lösungsverfahren zur numerischen Behandlung flexibler Mehrkörpersysteme

Die rasch zunehmende Komplexität von flexiblen Mehrkörpersystemmodellen in Anwendungen der Fahrzeugtechnik, der Robotik und der Biomechanik erfordert qualitativ neue Lösungskonzepte zur substanziellen Rechenzeitreduktion in der dynamischen Simulation. Die im vorliegenden Projekt zu entwickelnden quasi-statischen Verfahren zielen auf die beschleunigte Berechnung niederfrequenter Lösungsanteile in den nichtlinearen mathematischen Modellgleichungen. Hochfrequente Anteile sollen durch Vernachlässigung von Massenträgheitskräften eliminiert werden. Fehlerabschätzungen und Kriterien für die Auswahl der zu vernachlässigenden Massenträgheitskräfte werden aus der Theorie singulär gestörter Differentialgleichungen und durch Vergleich mit etablierten Zeitintegrationsverfahren der Strukturmechanik abgeleitet. Besonderes Augenmerk liegt auf der Verknüpfung mit vorhandenen, hoch effizienten Algorithmen der Mehrkörperdynamik (Mehrkörperformalismen) und auf der gemeinsam mit M. Valasek (CTU Prag) geplanten praktischen Erprobung der neu entwickelten mathematischen Lösungsverfahren an typischen Benchmarkproblemen der Technischen Mechanik.