Transfer des muskuloskelettalen Leichtbaus auf offene kinematische Ketten

Viele Konstruktionsprinzipien des technischen Leichtbaus entstammen dem Muskel-Skelett-System des Menschen. Bisherige technische Umsetzungen vernachlässigen das abgestimmte Zusammenspiel der muskuloskelettalen Leichtbauprinzipien, da die Anwendung isoliert erfolgt. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Leichtbaupotential des Zusammenspiels der Leichtbauprinzipien für die Technik untersucht. Für die Untersuchung wird ein bioinspiriertes Vorgehensmodell entwickelt, das die synchron stattfindenden biologischen Optimierungsstrategien in einem sequentiellen Ablauf für die Technik abbildet. Dies wird durch die Kopplung von Mehrkörpersimulation und Strukturoptimierung in einem iterativen Verfahren realisiert. Die Untersuchungen erfolgen an einfachen Balkensystemen und an einem technischen Gelenkarmroboter. Die Ergebnisse zeigen, dass durch das neue Verfahren die Masse und Verformungsenergie im Vergleich zu einer klassischen technischen Auslegung reduziert werden können.