Physikalische Modellierung

Hallo zusammen,

hier sind ja doch ein paar Experten in Physik- und Ingenieurwissenschaften unterwegs.

Ich möchte technische System modellieren bzw. sozusagen ein Modellierungssprache entwickeln. Als Beispiel soll ein System aus Steuergerät, Elektromotor und Getriebe dienen.


Ich habe mir folgendes gedacht:

1. Jedes Element in einem System (hier als Steuergerät, Motor, Getriebe) ist physikalisch durch veränderliche Zustandsgrößen (Spannung, Temperatur, ...) und feste Parameter (Festigkeit, Härte, ...) beschreibbar.

2. Wenn ich also als eines der Elemente (z.B. Motor) erreichen möchte, dass ein mit mir verbundenes anderes Element (z.B. Getriebe) ein von mir gewünschtes Verhalten zeigt, muss ich dessen Zustandsgrößen so beeinflussen, dass dieses Element zusammen mit seinen Parametern eben dieses Verhalten zeigt.

Bin ich der Elektromotor will ich das Getriebe so beeinflussen, dass es sich dreht.


Meine Frage ist nun ...
Welche Zustandsgröße des Getriebes muss ich denn dafür wie beeinflussen und wie nennt man diesen Vorgang ?

Ich hoffe man kann mir folgen ... aus Erfahrung ist das irgendwie leider selten der Fall.

Stichword Modularität; meinst du sowas systematisches? Oder ein System wo sich Parameter "automatisch" mit verändern?

slider schrieb:Welche Zustandsgröße des Getriebes muss ich denn dafür wie beeinflussen und wie nennt man diesen Vorgang ?

Werden Zustandsgrößen verändert, nennt man das eine Zustandsänderung.

Wikipedia: Zustandsänderung

@Peter0167

Peter0167 schrieb:Werden Zustandsgrößen verändert, nennt man das eine Zustandsänderung.

Das ist der allgemeine Begriff, das ist klar. Ich suche den speziellen Begriff für das Beispiel der Zustandsänderung, die ein Elektromotor an einer angeschlossenen Welle vornimmt.

@slider

Zustand: Drehimplus
Änderung des Zustandes Drehmoment

Ist es das was du wissen willst?

@JPhys2

Sind Drehimpuls und Drehmoment nicht beides Zustandsgrößen?

Mir ist aber auch nicht klar, worauf slider hinaus will...

@Peter0167
@JPhys2

Es müsste aus meiner Sicht die Änderung einer mechanischen Spannung der Welle sein, die eben zusammen mit den Parametern der Welle die Drehung erzeugen. Wären die Parameter anders, würde man die Welle brechen oder tordieren.
Wird es jetzt etwas klarer ?

@slider

Nein. Im Prinzip willst du das schon lange bestehende System bzw. die Systematik von Schaltplänen "wiedererfinden", habe ich das Gefühl.

@slider
1. Skizze? (zum Verständnis...)
2. Und was soll später die 'Entwicklungsumgebung' für dein 'Modell' sein...? (CAD o.ä.? oder geht's um ein math. Modell?)

@Peter0167

Die Zeitableitung des Dreimpluses ist das Drehmoment
So wie die Zeitableitung des Impulses die Kraft ist

@JPhys2

Wir sollten hier echt mal MathJax integrieren :D

@JPhys2
@Rho-ny-theta

Es geht einfach darum eine Notation zu erarbeiten, mit der man möglichst generisch Funktionalitäten von Systemen beschreiben kann.

Ich suche einfach den Begriff dafür, was ein Elektromotor mit einer Welle tun muss, damit diese sich (die korrekte Beschaffenheit der Welle vorausgesetzt) dreht.

@slider

Und warum geht es dir darum?

Wenn dich mehr die praktische Seite des Modellierens interessiert, kuck dir mal Scicos/SciLab an, ist Open Source und sollte dir weit mehr als das liefern, was du hier suchst.

@JPhys2

Jep, hast recht :)

@slider

Ansonsten klingt das, was du suchst, sehr stark nach dem Konzept des Karlsruher Physikkurses, einem didaktischen Modell, das sich leider nicht durchgesetzt hat:

Wikipedia: Karlsruher Physikkurs

@Rho-ny-theta

Rho-ny-theta schrieb:Und warum geht es dir darum?

Naja, es ist Teil meines Jobs ... und ich bin mit den derzeit genutzten Notationen nicht zufrieden

slider schrieb:Ich suche einfach den Begriff dafür, was ein Elektromotor mit einer Welle tun muss, damit diese sich (die korrekte Beschaffenheit der Welle vorausgesetzt) dreht.

Ist nicht gerade mein Spezialgebiet, aber vllt. hilft dir ja das hier weiter:
Wikipedia: Motorspindel

@slider

Der Motor muss ein drehmoment auf die Welle ausüben damit die Welle ihren Drehimpuls ändert.

@slider

Kuck dir mal den KPK an.

Was ist denn dein Job? Gerne auch per PN.

@slider
ich versuche mal ein bischen konstruktiver zu sein....

Wenn du einen Körper aus N Atomen hast. Und jedes dieser N Atome erfährt einen Kraft die 3 komponenten für jede raumrichtung haben können...

Dann hat gibt es 3N Komponenten von allen diesen Kräften zusammen

3 davon beschreiben eine gleichmässige Kraft auf den Körper in eine Raumrichtung
Das ist die gesamtkraft bekommt man wenn man alle einzelkräfte adiert

3 davon beschreiben das drehmoment das zu drehbewegungen führt.
Bekommt man indem man das kreuzprodukt der Kräfte mit dem ortverktor bildet und dann adiert

Und die restlichen 3N-6 beschreiben die unzähligen Möglichkeiten einen Körper zu verbiegen zu brechen schallwellen zu erzeugen es zu erhitzen usw usw

Du willst warhscheinlich nicht dass deine Kurbelwelle aus dem Gehäuse springt
Du willst wahrscheinlich nicht dass dass der motor Energie verschwendet indem er die welle heitzt statt bewegt

Du willst warhscheinlich dass er ein möglichst reines drehmoment erzeugt