Forderungen nach kürzeren Entwicklungszyklen bei gleichzeitig höherer Produktqualität führen in allen Bereichen der Nutzfahrzeugtechnik und insbesondere auch bei Baumaschinen zum verstärkten Einsatz von Simulationssoftware. Um in diesem Sinne Lebensdauerberechnungen durchführen zu können, sind jedoch genaue Kenntnisse über die im Kundeneinsatz auftretenden Betriebslasten und Beanspruchungen erforderlich. Für deren Ermittlung hat der Baumaschinenhersteller VOLVO Construction Equipment einen Mobilbagger umfassend mit Messtechnik ausgestattet, die neben den mechanischen Belastungen an der Arbeitsausrüstung auch wesentliche Kenndaten des Hydrauliksystems und des Fahrantriebs erfasst. Dieser Messbagger wurde bereits bei unterschiedlichen Kunden in Europa eingesetzt. Der Artikel beschreibt die methodische Vorgehensweise zur Verarbeitung der erfassten Daten und zur Generierung von repräsentativen Nutzungsprofilen am Beispiel der mechanischen Belastungen an der Arbeitseinrichtung, die im Wesentlichen vom Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) erarbeitet wurde. Durch die mannigfaltigen Einsatzmöglichkeiten eines Mobilbaggers ergeben sich besondere Herausforderungen bei der Datenerfassung und -auswertung. Zur Klassifizierung der vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten werden die Messdaten definierten Anwendungen zugeordnet. Um diese entsprechend zu gewichten, werden Vergleichsgrößen, wie z.B. deren Zeitanteile, Schädigungen, Schwingungs- bzw. Druckniveaus herangezogen. Mittels Varianzanalyse wird beispielsweise untersucht, welche der möglichen Anwendungen keine statistisch signifikanten Unterschiede in der Schädigung aufweisen und zusammengefasst werden können. Unter Berücksichtigung der Häufigkeitsverteilungen der von VOLVO definierten Anwendungen lassen sich durch Monte-Carlo-Simulationen Lastprofile generieren, welche zur Auslegung zukünftiger Entwicklungen herangezogen werden können.
The need for shorter development periods and yet improved product quality leads to an increasing use of numerical simulations in today's commercial vehicle industry, in particular also in the construction machinery industry. For computer-based durability calculations, detailed knowledge regarding the service loads in customer usage is necessary as input data. To evaluate these loads, VOLVO Construction Equipment has extensively equipped a hydraulic mobile excavator with measurement devices. These measure the loads in the boom and arm and capture characteristic values of the hydraulic system and power train. This excavator has been used by various customers all over Europe. This article describes \y the systematic approach for the processing of the measured data and the generation of representative customer usage profiles, worked out mainly by Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics (ITWM). Special challenges for the collection and analysis of the data result from the manifold application areas of mobile excavators. For the classification of the various possibilities of using the excavator, the measured data is related to predefined reference tasks. Comparable values, such as the percentage of the total measurement time, damage values, and vibration or pressure levels are calculated and used for weighting the different reference tasks. With the use of analysis of variance, it is for example possible to evaluate which representative tasks can be merged, since they do not show a statistically significant difference in their damage contribution. Considering the frequency of occurrence of the different representative tasks, design target loads can be generated by Monte Carlo simulations.
Anwendung statistischer Methoden zur Erstellung von Nutzungsprofilen für die Auslegung von Mobilbaggern
Application of statistical methods for the derivation of usage profiles of mobile excavators
2009
13 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Beispiele für die Anwendung statistischer Methoden in der Bodenmechanik
HENRY – Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) | 1977
|Auslegung der Elastokinematik unter Anwendung regelungstechnischer Methoden
Kraftfahrwesen | 2004
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Tema Archiv | 2004
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