Im März wurde der Beitrag „Structural analysis of hybrid composite arms for light weight robots“ im  Elsevier Journal Engineerin Failure Analysis (CiteScore 7.7/Impactfactor 4.4) veröffentlicht. Der Beitrag enthält wichtige Ergebnisse aus der Kooperation unseres Gastwissenschaftlers Prof. Dr. Arockia Selvakumar Arockia Doss mit Prof. Dr.-Ing. Daniel Schilberg. Der Beitrag thematisiert Struktur Analysen von hybriden Komponenten für Leichtbaurobotern.

Roboterstrukturen aus Stahl oder Aluminium sind in der Regel schwer und können sich stark verformen, was zu einem höheren Stromverbrauch und einem höheren Ausfallrisiko unter Last führt. Daher ist es wichtig, leichtere Strukturen zu schaffen, ohne die Leistung des Roboters zu beeinträchtigen. Taguchi-Methoden können eingesetzt werden, um diese leichten Roboterstrukturen zu entwerfen und ihre Leistung zu optimieren. 

Darüber hinaus können die Finite-Elemente-Analyse und das maschinelle Lernen wertvolle Erkenntnisse über das Verhalten dieser Strukturen liefern. Eine Reihe von Experimenten wurde für hybride Verbundrohre entworfen und analysiert, die in Roboterarmen eingesetzt werden, wobei der Schwerpunkt auf faserverstärkten Polymeren (FRP) liegt, die um Aluminiumrohre gewickelt werden. Filament Winding ist eine bekannte Technik, um FRP auf Rohre aufzubringen, und der primäre Ansatz in dieser Untersuchung wurde mit ANSYS Composite Pre/Postprocessor (ACP) analysiert. In der Studie wurden drei Modelle von Hybridverbundrohren untersucht, wobei die Anzahl der Schichten und der Wickelwinkel variiert wurden. 

Jedes Modell wurde an verschiedenen Knotenpunkten freitragend belastet, wobei die Wandstärke des Rohres konstant bei 3 mm gehalten wurde. Das Modell mit einem CFK-Wickelwinkel von 45° und einer Schichtdicke von 1,5 ergab die besten Ergebnisse im Vergleich zu den anderen. Es wurde festgestellt, dass sowohl das Biegemoment als auch die Scherspannung des Rohres mit steigendem Wickelwinkel zunahmen, während die Dehnungsenergie des Rohres mit zunehmendem Wickelwinkel abnahm. Der optimale Wickelwinkel wurde mit 45° bestimmt. Außerdem wurden die Spannungen an den gewickelten Rohren unter verschiedenen Lastbedingungen optimiert und eine statistische Analyse mit Mini-Tab durchgeführt. Die Forschung konzentrierte sich außerdem auf die Identifizierung der maximalen Versagensbedingungen für optimale Parameter durch eine Versagensanalyse des Verbundwerkstoffs. Die Versagensbedingungen des Verbundstoffrohrs unter maximalen nachhaltigen Parametern wurden mit denen von Standard-Aluminium- und CFK-Rohren verglichen. Das Hybridrohr wies im Vergleich zu den anderen Modellen geringere Verformungen und Spannungen auf.