Erstellung eines Volumenmodells zur Verwendung in echtzeitfähigen 3D-Simulationen für Digitale Zwillinge

Bachelor-/Masterarbeit: Erstellung eines Volumenmodells zur Verwendung in echtzeitfähigen 3D-Simulationen für Digitale Zwillinge

Echtzeitfähige 3D-Simulationen bieten einen intuitiven Zugang zur Analyse komplexer mechatronischer Systeme, wie Roboter, Arbeitsmaschinen, Autos etc. und ihrer Umgebung. Dabei werden die technischen Assets und das gesamte Umfeld durch Digitale Zwillinge repräsentiert, wobei das Simulationsframework neben der reinen visuellen Darstellung auch eine Vielzahl an weitergehenden Analysealgorithmen (Starrkörperdynamik, Sensorsimulation, Kinematik…) umfasst.

Dabei sind strukturmechanische Simulationen (z.B. mittels FEM) nicht integriert, sodass Ergebnisse über die Verformungen von Bauteilen nur schwer in eine Simulation miteinbezogen werden können. Das liegt u.a. darin begründet, dass die Modelle nicht kompatibel sind: während für die 3D-Simulation zur grafischen Darstellung Körper aus Polyedern gebildet werden, benötigt man für einen FEM hochaufgelöste Volumenkörper (wie sie beispielsweise in einem CAD-Programm üblich sind).

Vernetztes Volumenmodell einer Roboterbasis.

Aufgabenbeschreibung

Das MMI stellt mit der Software VEROSIM ein echtzeitfähiges Simulationsframework für Digitale Zwillinge zur Verfügung. In dieser Arbeit soll die Software um einen Datentyp „Volumenkörper“ ergänzt werden. Dieser sollte aus herkömmlichen Formaten (step, iges o.ä.) ex- und importierbar sein und kann zusätzlich Informationen wie Material, strukturelle Eigenschaften etc. enthalten. Zudem sollte er in einer zu definierenden Form kompatibel zum verwendeten grafischen Modell sein (Umwandlung in eine Richtung möglich, gleichzeitiges Vorhandensein beider Typen in einer Simulation).

Stichworte: echtzeitfähige 3D-Simulation, CAD, Volumenmodell, Datentyp

Betreuer: Kaufmann

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