Gibt es einen "Mechanik"-Simulator?

#2945904
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Beim Simulieren elektronischer Schaltungen ist mir schon oft die Frage 
gekommen, ob es ein Mechanik-Simulator-Pendant gibt. So in Richtung 
Kraft hier, Hebel dort, Biegung an der Stellung, Winkel dazwischen, 
Feder mit der Konstanten und Kraft an dieser Stelle als Ergebnis. Nicht 
als 3D-Solver sondern mit konzentrierten Elementen. Kennt jemand so 
etwas in der Richtung? Vielleicht sogar ein Mechanik-QUCS, also ein 
QUMS.

Viele Grüße

Silvio
#2946246
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Persönliche Seite #2946474
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Silvio K. schrieb:
> Beim Simulieren elektronischer Schaltungen ist mir schon oft die Frage
> gekommen, ob es ein Mechanik-Simulator-Pendant gibt.
> Nicht als 3D-Solver sondern mit konzentrierten Elementen.

Was spricht denn gegen ein beliebiges Netzwerkanalyseprogramm der 
Elektrotechnik? Da du nur mit konzentrierten Ersatzelementen arbeiten 
möchtest, „übersetzt“ du mechanischen Bauelemente in die äquivalenten 
elektrischen Bauelemente.
Persönliche Seite #2946516
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heinz schrieb:
> MATLAB/simulink mit Simcape/SimMechanics Toolbox

Blockorientierte Simulationssysteme haben einen entscheidenden Nachteil. 
Die einzelnen Blöcke arbeiten jeweils rückwirkungsfrei!
Damit ist es immer etwas umständlich real existierende Rückwirkungen in 
ein Simulationsmodell zu integrieren. Einfaches Beispiel. Bilde einen 
Transformator mit einer Spannungsquelle und veränderlichem 
Innenwiderstand auf der Primärseite und einer veränderlichen Last auf 
der Sekundärseite in einem blockorientierten System nach.
#2946550
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Joe G. schrieb:
> Silvio K. schrieb:
>> Beim Simulieren elektronischer Schaltungen ist mir schon oft die Frage
>> gekommen, ob es ein Mechanik-Simulator-Pendant gibt.
>> Nicht als 3D-Solver sondern mit konzentrierten Elementen.
>
> Was spricht denn gegen ein beliebiges Netzwerkanalyseprogramm der
> Elektrotechnik? Da du nur mit konzentrierten Ersatzelementen arbeiten
> möchtest, „übersetzt“ du mechanischen Bauelemente in die äquivalenten
> elektrischen Bauelemente.

Es geht auch mit ein Spreadsheet.
Strömung in 4D (3D+Zeitverlauf) zeigt Einer hier: 
http://westy31.home.xs4all.nl/CellFlow/CellFlow.html

Wie die Übersetzung nach Elektrische Elementen geht zeigt er hier:
http://westy31.home.xs4all.nl/Electric.html (Gute Arbeit!)
Gast #2946580
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Joe G. schrieb:
> Blockorientierte Simulationssysteme haben einen entscheidenden Nachteil.
>
> Die einzelnen Blöcke arbeiten jeweils rückwirkungsfrei!
>
> Damit ist es immer etwas umständlich real existierende Rückwirkungen in
>
> ein Simulationsmodell zu integrieren.

Darum nennt man es ja simulationmodell. Wird nie die realität zu 100% 
beschreiben. Und genau deshalb wird auch so of "Mist" simuliert.
Die Person welches das Modell erstellt sollte schon wissen was er da 
macht. Also welche Kopplungen z.B. wichtig für ein definiert detaliertes 
ergebnis ist. Um einen alten Prof von mir zu Zitieren: "Ansonsten können 
sie auch einnen Affen dressieren und vor den PC setzten!"

Auch gut, und vom Selben Prof: "use the simplest model that will do the 
Job"
Gast #2946672
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Joe G. schrieb:
> Das geht etwas am Kern meiner Aussage vorbei.
>
> Jedes (Simulations)modell sollte in seinem Kontext betrachtet werden.
>
> Bei der Nutzung von konzentrierten Ersatzelementen ist eine
>
> Netzwerksimulation zielführender.

Wieso? Dein "Ersatzelement" ist letzlich auch nur aus DGLs 
zusammengesetzt und ein "netzwerk" die verknüpfung von vielen 
"Ersatzelementen". Wie genau Du ein Element und dessen "Schnittstellen" 
beschreibst, ist nur Dir überlassen.
Persönliche Seite #2946772
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heinz schrieb:
> Wieso?

Nun, dann möchte ich es mal so erklären.

Ein konzentriertes Ersatzelement (induktiv, kapazitiv oder resistiv) 
verknüpft IMMER zwei elementare Grundgrößen miteinander (in der 
E-Technik Strom und Spannung). Ob die Verknüpfung über eine Dgl., 
Laplace, usw. formuliert wird, ist nur ein mathematischer Formalismus. 
In einem Netzwerk sind jedoch durch diese Darstellung sowohl die beiden 
Grundgrößen, als auch die Leistungsgrößen automatisch verknüpft.
Die blockorientierte Simulation arbeitet immer mit Einzelsignalen, also 
in der E-Technik mit dem Strom oder der Spannung getrennt. Jede 
Verknüpfung zwischen diesen Größen, auch ihre energetischen Beziehungen, 
müssen separat und extra formuliert werden. Hier liegt der gravierende 
Unterschied!

Nehmen wir dazu ein einfaches Beispiel, ein RC-Glied.
Eine Netzwerksimulation liefert uns sofort den Strom-Spannungsverlauf 
mit und ohne externe Last. Aus dem Produkt beider Größen können wir die 
umgesetzte Leistung ermitteln oder auch die gespeicherte Energie im 
Kondensator. Eine blockorientierte Simulation liefert uns entweder nur 
den Spannungsverlauf (Blockeingang ist Spannung) oder nur den 
Stromverlauf (Blockeingang ist Strom). Eine externe Last wird bei diesem 
einfachen Block überhaupt nicht berücksichtigt, weil die Blöcke 
rückwirkungsfrei arbeiten.
Möchte ich jedoch dieses einfache PT1- Glied als Strecke in einem Regler 
berücksichtigen, so reicht die rückwirkungsfreie Spannungsformulierung 
meist aus. Für diesen Anwendungsfall ist die blockorientierte Simulation 
also hilfreich.
#2947335
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Es sind ja schon richtig viele Beträge entstanden. Schön! Ich freue mich 
sehr über das fachübergreifende Wissen. Besonders die "Übersetzung" 
eines mechanischen Problems in ein elektrisches ist sehr Interessant. 
Ich habe mir schon so etwas gedacht, aber ich weiß nicht wo die Grenzen 
sind und ob man alles und jeden Sachverhalt 1:1 gleich 
betrachten/übersetzen kann.

Eigentlich ist alles das Gleiche. Es heißt nur anders und man fühlt sich 
in fremden Disziplinen unsicher. Aber die Zusammenhänge (DGLs) sind 
ziemlich gleich.

Danke für alle Antworten.

Silvio

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