Bei frontgetriebenen Fahrzeugen kann es bei niedrigem Reibwertniveau der Fahrbahnoberfläche zum Haftungsabriss am Reifen und zum Aufschwingen des Antriebsstrangs kommen. Dieses Schwingungsphänomen wird aufgrund der einhergehenden Beeinträchtigungen von Akustik und Fahrkomfort als Anfahrstempeln bezeichnet. Damit verbunden sind in der Regel unkontrolliert ansteigende Bauteilkräfte in den Aggregatelagern, die zur Reduzierung der Lebensdauer führen können. Ziel der Untersuchungen ist die Wirkkettenanalyse des mechanischen Schwingungssystems, die Ableitung der Entstehungsmechanismen, sowie die Ermittlung der vorherrschenden Bewegungsform. Anhand von Fahr- und Prüfstandsversuchen werden virtuelle mechanische Ersatzmodelle validiert. Diese sind zum einen ein virtuelles Prüfstandsmodell und zum anderen ein davon abgeleitetes mechanisches Modell eines virtuellen, freien Fahrzeuges. Durch die Kombination dieser vier Methoden werden die Haupteinflussgrößen auf eine Lastminderung, das Aufklingverhalten der Schwingung, die Schwingfrequenz und die Auftretenswahrscheinlichkeit eines Stempelvorganges identifiziert. Untersuchungsgegenstand sind dabei alle mechanischen Einflussparameter von Antriebsstrang, Fahrwerk, Reifen, Aggregatelagerung und Gesamtfahrzeugeigenschaften, sowie Fremderregungen als Folge von Straßenunebenheiten.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Die numerische Simulation erlangt durch die Vorgabe immer kürzerer Entwicklungsprozesse bei der Beurteilung der Betriebsfestigkeit von Fahrzeugen zunehmend an Bedeutung. Der Grund dafür ist, dass die immer kürzer werdenden Entwicklungsprozesse keinen Einfluss auf die Sicherheitsanforderungen haben dürfen.
Die Dissertation beschäftigt sich mit der Entwicklung, Identifikation und Validierung eines neuen nichtlinearen Aggregatlagermodells zur Simulation von dynamischen Betriebsbelastungen unter großen Anregungsamplituden. Hierzu werden die dynamischen Eigenschaften von hydraulisch gedämpften Aggregatlagern mittels eines Systems von nichtlinearen rheologischen Ersatzmodellen abgebildet. Die im Modell enthaltenen Parameter werden auf Grundlage ausgewählter Messungen durch mathematische Optimierungsverfahren identifiziert. Anschließend wird das Modell in ein kommerzielles Mehrkörpersimulationsprogramm implementiert und auf Grundlage von Belastungsmessungen an einem realen Motorlager im Fahrbetrieb auf einer Schlechtwegstrecke verifiziert. Das entwickelte Modell ist in der Lage, das dynamische Lagerverhalten in den gewünschten Bereichen qualitativ und quantitativ zu beschreiben.
Die Ermittlung der dynamischen Bauteilbelastungen mittels numerischer Simulation in einer frühen Entwicklungsphase hat zahlreiche Vorteile, wie z.B. die Möglichkeit Ermittlung von Betriebsbeanspruchungen, wenn noch keine Hardware vorhanden ist. Die zu entwickelnden Bauteile können bereits ohne vorhandene Prototypen hinsichtlich ihrer Betriebsfestigkeit optimiert werden. Im späteren Entwicklungsprozess können durch die Simulation der Betriebslasten Messungen an realen Bauteilen eingespart werden.
Aktualisiert: 2022-12-21
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