Bachelorarbeit

  • Stellenausschreibung:

    Analytical Modellierung
  • Eintrittstermin:

    ab sofort
  • Kontaktperson:

    Dr. Junyu Qi

Kettenantriebe gehören zu den wichtigsten Formen der Leistungsübertragung in mechanischen Systemen. Sie werden in Fahrzeugen, Maschinen und vielen anderen Anwendungen eingesetzt. Aufgrund ihrer diskreten Struktur zeigen Kettenantriebe ein komplexes Schwingungsverhalten, das durch den sogenannten Polygoneffekt verursacht wird: Selbst wenn das antreibende Kettenrad mit konstanter Drehzahl läuft, schwankt die Kettengeschwindigkeit periodisch. Diese Schwankungen führen zu Schwingungen, die Geräusche erzeugen und den Verschleiß erhöhen.

Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, ein grundlegendes Verständnis der Dynamik von Kettenantrieben zu entwickeln. Dazu soll ein einfaches analytisches Modell erstellt werden, das die wesentlichen physikalischen Effekte erfasst und den Einfluss verschiedener Parameter auf das Schwingungsverhalten untersucht.

Bachelorarbeit

Analytische Modellierung der kinematischen Anregung und dynamischen Antwort in Kettenantrieben

Aufgaben

  • Durchführung einer Literaturrecherche zur Kinematik von Kettenantrieben, zum Polygoneffekt sowie zu vereinfachten dynamischen Modellen für Schwingungen, Kettenspannung und Drehmomentschwankungen
  • Herleitung analytischer kinematischer Gleichungen zur Beschreibung von Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschwankungen, die durch den Polygoneffekt verursacht werden
  • Aufstellung vereinfachter analytischer Formeln für die dynamische Kettenspannung, die Eingriffskräfte zwischen Rollen und Kettenrad, die Schwingungsamplitude sowie die Drehmomentwelligkeit am Abtrieb
  • Untersuchung des Einflusses von Parametern wie Drehzahl und anfänglicher Trumspannung auf die dynamische Antwort
  • Verifizierung des hergeleiteten analytischen Modells durch Vergleich mit grundlegenden Mehrkörpersimulationsergebnissen in COMSOL Multiphysics

Beginn Ab sofort

Software Matlab, Comsol/SIMPACK

Voraussetzungen

  • Solide Grundlagen in Mathematik und Mechanik
  • Fähigkeit zum selbstständigen Arbeiten
  • Freude an Programmieraufgaben und hohe Motivation, Neues zu lernen
  • Von Vorteil: Maschinendynamik I & II

Weitere Informationen Dr. Junyu Qi (junyu qi ∂does-not-exist.kit edu)

Sprechzeiten Montag/Freitag 10:00–16:00 Uhr, Raum 706, Gebäude 10.23

Literatures:

[1] S. Hu, B. Guo, K. Deng, P. Xu: An Efficient Contact Analysis for Roller Chain. Advanced Materials Research 211-212: 290-294, 2011.

[2] M. Omar: Multibody Dynamics Formulation for Modeling and Simulation of Roller Chain Using Spatial Operator. 2016 International Conference on Mechanical, Manufacturing, Modeling and Mechatronics (IC4M 2016), 51, 2016.

[3] Y. Wang, D. Ji, K. Zhan: Modified sprocket tooth profile of roller chain drives. Mechanism and Machine Theory 70: 380-393, 2013.

[4] S. Pedersen: Simulation and Analysis of Roller Chain Drive Systems. Technical University of Denmark. DCAMM Report No. S 92, 2004