Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI)

3D-Simulation historischer Mechanik

Im Rahmen des Forschungsprojekts zur "Methoden zur 3D-Digitalisierung von Kulturdenkmalen der Technik als Quellen der Technikgeschichte" haben Erika Érsek, Victor Häfner und Anne-Christine Benedix am 4. Januar 2021 auf der Gyrolog-Tagung der Universität Stuttgart neueste Entwicklungen zum Thema mechanische Simulation vorgestellt.                      

Das Institut für Informationsmanagement im Ingenieurwesen (IMI) wendete erstmals ein Simulationsverfahren zur virtuellen Darstellung von Funktionsabläufen an einem digitalen 3D-Modell eines historischen Wasserwerks an. Die dynamischen Elemente im Photogrammetrie Modell wurden zunächst manuell separiert. Anschließend konnten Geometrieanalysealgorithmen, die bei CAD-Daten eingesetzt werden, auf die Modelle der gescannten Zahnräder angewendet werden. Dabei werden Rotationsachse, Modul, Anzahl an Zähnen und weitere Parameter automatisiert extrahiert. Diese Parameter können dann in einer echtzeitfähigen Kinematik- und Mechaniksimulation genutzt werden, um die Bewegungsabläufe des Pumpwerks zu simulieren. Zudem soll zukünftig diese Simulation mit FEM und CFD Simulationen gekoppelt werden, um komplexere Fragestellungen simulieren zu können.

Das 3D-Projekt am ITZ plant die 3D-Digitalisierung von historischen Kraftmaschinen zur Förderung der Objektforschung. Da bei technischen Anlagen die Funktion für die technikhistorische Einordnung und Bewertung entscheidend ist, spielt bei der Übertragung des Originals ins Digitalisat die Darstellung der mechanischen Funktionsweise eine bedeutende Rolle. Umso wichtiger ist die Anwendung eines Verfahrens, das auf physikalischen Werten beruht und wissenschaftliche Fragestellungen ermöglicht.

Copyrights
Volumenmodell: © ITZ, KIT
SfM-Modell: © Steffen, LAD RPS
 

3D-Rekonstruktion eines Pumpsystems von 1762
3D-Rekonstruktion eines Pumpsystems von 1762
3D-Rekonstruktion eines Pumpsystems von 1762
3D-Rekonstruktion eines Pumpsystems von 1762
3D-Simulation der Mechanik eines historischen Wasserpumpwerks