Ein Ansatz zur CAD-integrierten muskuloskelettalen Analyse der Mensch-Maschine-Interaktion
Aufgrund stetig verkürzter Produktlebenszyklen besteht der Bedarf, ergonomische Produkteigenschaften möglichst frühzeitig im Produktentwicklungsprozess abzusichern. Ein vielversprechender Ansatz hierzu sind Simulationen mit Mehrkörpermodellen des menschlichen Bewegungsapparates (muskuloskelettale Me...
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| Հիմնական հեղինակ: | |
|---|---|
| Ձևաչափ: | Online |
| Լեզու: | գերմաներեն |
| Հրապարակվել է: |
FAU University Press
2025
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| Խորագրեր: | |
| Առցանց հասանելիություն: | ONIX_20251120T082002_9783961472512_27 |
| Ցուցիչներ: |
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|---|---|
| author | Krüger, Daniel Benjamin |
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| collection | Directory of Open Access Books |
| description | Aufgrund stetig verkürzter Produktlebenszyklen besteht der Bedarf, ergonomische Produkteigenschaften möglichst frühzeitig im Produktentwicklungsprozess abzusichern. Ein vielversprechender Ansatz hierzu sind Simulationen mit Mehrkörpermodellen des menschlichen Bewegungsapparates (muskuloskelettale Menschmodelle), welche die Berechnung von experimentell kaum messbaren biomechanischen Beanspruchungen ermöglichen, die sich als Folge einer äußeren Belastungssituation im Bewegungsapparat einstellen. Allerdings ist die Integration dieser aus der bewegungsmedizinischen Grundlagenforschung stammenden Technologie in die rechnerunterstützte Prozesskette der Produktentwicklung bislang nicht befriedigend gelöst. Die vorliegende Dissertation soll dazu beitragen, insbesondere die Datendurchgängigkeit zwischen dem CAD-System als zentralem Synthesewerkzeug der Produktentwicklung und muskuloskelettalen Mehrkörpersimulationssystemen herzustellen und somit den Einsatz muskuloskelettaler Menschmodelle zur virtuellen Absicherung ergonomischer Produkteigenschaften zu erleichtern. Neben einem Schema zur informationstechnischen Kopplung der CAD- und MKS-Datenstrukturen werden hierzu drei neue Klassen von CAD-Features entwickelt, welche die Anreicherung von Produktmodellen mit Informationen zur Mensch-Maschine-Interaktion ermöglichen. Dieses semantisch erweiterte Produktmodell bildet die Grundlage für ein auf mathematischer Optimierung basierendes prädiktives Simulationsverfahren zur Vorhersage physikalisch konsistenter Körperhaltungen und den damit verbundenen biomechanischen Beanspruchungsgrößen. In Summe führen diese Komponenten auf die Entwicklung eines integrierten Softwarewerkzeugs, das dem Produktentwickler die quantitative Analyse von Mensch-Maschine-Interaktionen im unmittelbaren Kontext des geometrischen Produktentwurfs ermöglicht. |
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| publisher | FAU University Press |
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| spelling | doab-20.500.12854ir-1691322025-11-22T06:19:25Z Ein Ansatz zur CAD-integrierten muskuloskelettalen Analyse der Mensch-Maschine-Interaktion Krüger, Daniel Benjamin Virtuelle Produktentwicklung Ergonomie CAD Feature-Technologie Biomechanik thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TG Mechanical engineering and materials::TGB Mechanical engineering thema EDItEUR::M Medicine and Nursing::MF Pre-clinical medicine: basic sciences::MFG Physiology::MFGV Biomechanics, human kinetics thema EDItEUR::T Technology, Engineering, Agriculture, Industrial processes::TB Technology: general issues::TBC Engineering: general Aufgrund stetig verkürzter Produktlebenszyklen besteht der Bedarf, ergonomische Produkteigenschaften möglichst frühzeitig im Produktentwicklungsprozess abzusichern. Ein vielversprechender Ansatz hierzu sind Simulationen mit Mehrkörpermodellen des menschlichen Bewegungsapparates (muskuloskelettale Menschmodelle), welche die Berechnung von experimentell kaum messbaren biomechanischen Beanspruchungen ermöglichen, die sich als Folge einer äußeren Belastungssituation im Bewegungsapparat einstellen. Allerdings ist die Integration dieser aus der bewegungsmedizinischen Grundlagenforschung stammenden Technologie in die rechnerunterstützte Prozesskette der Produktentwicklung bislang nicht befriedigend gelöst. Die vorliegende Dissertation soll dazu beitragen, insbesondere die Datendurchgängigkeit zwischen dem CAD-System als zentralem Synthesewerkzeug der Produktentwicklung und muskuloskelettalen Mehrkörpersimulationssystemen herzustellen und somit den Einsatz muskuloskelettaler Menschmodelle zur virtuellen Absicherung ergonomischer Produkteigenschaften zu erleichtern. Neben einem Schema zur informationstechnischen Kopplung der CAD- und MKS-Datenstrukturen werden hierzu drei neue Klassen von CAD-Features entwickelt, welche die Anreicherung von Produktmodellen mit Informationen zur Mensch-Maschine-Interaktion ermöglichen. Dieses semantisch erweiterte Produktmodell bildet die Grundlage für ein auf mathematischer Optimierung basierendes prädiktives Simulationsverfahren zur Vorhersage physikalisch konsistenter Körperhaltungen und den damit verbundenen biomechanischen Beanspruchungsgrößen. In Summe führen diese Komponenten auf die Entwicklung eines integrierten Softwarewerkzeugs, das dem Produktentwickler die quantitative Analyse von Mensch-Maschine-Interaktionen im unmittelbaren Kontext des geometrischen Produktentwurfs ermöglicht. 2025-11-21T05:19:44Z 2025-11-21T05:19:44Z 2025-11-20T07:25:19Z 2019 book ONIX_20251120T082002_9783961472512_27 https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/108199 9783961472512 9783961472505 https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/169132 ger FAU Studien aus dem Maschinenbau open access image/jpeg Attribution-NonCommercial 4.0 International https://library.oapen.org/bitstream/20.500.12657/108199/1/9783961472512.pdf FAU University Press 10.25593/978-3-96147-251-2 10.25593/978-3-96147-251-2 2c600dea-eece-4066-87be-da335e323fdb 9783961472512 9783961472505 217 Erlangen open access |
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