Die Betriebsfestigkeit von Personenkraftwagen wird in der Automobilindustrie durch umfangreiche Erprobungen abgesichert. Unter anderem wird hierfür mit Prototypen zukünftiger Fahrzeugbaureihen auf Schlechtwegstrecken gefahren. Die Schlechtwegstrecken erzeugen aufgrund ihrer sehr unebenen Fahrbahnoberfläche eine dem Kundenverhalten vergleichbare Beanspruchung des Fahrwerks nach einer deutlich kürzeren Fahrzeit. Messungen der dabei auftretenden Radnaben- und Fahrwerkstrebenkräfte finden als Lastkollektive Eingang in anschließende Erprobungen von Fahrwerks- und Karosseriekomponenten auf Prüfständen. Durch zunehmend kürzere Innovationszyklen bei steigender Produktqualität und -komplexität, besteht ein Ziel der Fahrzeugentwicklung in der rein digitalen Lastkollektivermittlung. Noch bevor erste reale Prototypen im Entwicklungsprozess aufgebaut werden können, werden hierbei Mehrkörpersimulationsmodelle basierend auf Konstruktions- als auch funktionalen Daten erstellt. Durch die Simulation der Schlechtwegüberfahrt können somit betriebsfestigkeitsrelevante Entscheidungen deutlich früher im Entwicklungsprozess berücksichtigt werden. Als einziges Kraftübertragungselement zwischen Fahrbahn und Fahrzeug ist die Reifenmodellierung bei diesem Verfahren von integraler Bedeutung. Abweichungen der virtuellen Summenschädigung von gemessenen und simulierten Radlastsignalen, welche die Beanspruchung des Fahrwerks beschreiben, werden bisher der Reifensimulation angerechnet. Durch ihre physikalisch motivierten Modellierungsansätze der eingesetzten Reifen, sollten die auf der Schlechtwegstrecke relevanten Effekte hinreichend abgebildet sein. In der Regel werden die Reifenmodellparameter allerdings durch Prüfstandsmanöver identifiziert, welche den Reifen nicht in einem der Schlechtwegstrecke vergleichbaren Belastungsbereich beanspruchen. In dieser Arbeit wird ein Verfahren erarbeitet, welches die Reifenmodellparameter für die auf den Schlechtwegstrecken auftretenden Verhältnisse kalibriert. Insbesondere werden hierbei Fahrmanöver herangezogen, welche durch Überrollen von diskreten Hindernissen Radkraftamplituden erzeugen, wie sie auf der Schlechtwegstrecke entstehen. Des Weiteren werden die Kraftschlusseigenschaften der Reifenmodelle gesondert untersucht. Die im Parameterdatensatz hinterlegten Kraftschlusskennfelder werden mit Reibwertmessungen des Laufstreifenmaterials verglichen. Aufgrund des inhomogenen Kontaktes des Reifens auf der unebenen Schlechtwegstrecke, ist die physikalische Modellierung des Kraftschlussverhältnisse besonderes zu berücksichtigen.

    The durability of cars is tested extensively in the automotive industry. For these tests, mainly prototypes of future car models are driven on special rough roads. Due to the severity of these uneven road surfaces, the loads applied to the chassis correspond, after a considerably shorter driving time, to the product life during the customer use. Measurements of the forces at the wheel hubs and the struts during severe road testing are used as inputs of subsequent testing of chassis and body components on testrigs. Because of shorten cycles of innovation whilst product quality and complexity increase, digital load collectives simulation is an aim of the vehicle development. For this purpose multi body simulation models are created based on design as well as functional data, even before the first physical prototypes are built up in the development process. By simulating the rough roads maneuver durability relevant decisions can be taken into account much earlier in the development process. The tire modeling is of special importance for this process, since it is the only force element between road and vehicle Deviations of measured and simulated wheel forces are ascribed to the tire simulation. Due to the physically motivated modeling approaches, the used tire models should be capable to represent the relevant effects on the rough road sufficiently. However, the tire model parameters are generally identified by testrig maneuvers, which do not stress the tire in any of the rough road equivalent load range. In the present work, a method is developed which calibrates the tire model parameters specially for the rough road conditions. Therefore, particular maneuvers are used. By rolling over discrete obstacles, wheel force magnitudes are induced as they occur on the rough roads. In addition, friction properties of the tire models are examined separately. The friction properties given in the parameter data set are compared with friction measurements of the tire tread material. Due to the inhomogeneous tire contact on the uneven rough roads, the physical modeling of the friction conditions has to be taken into account in particular.


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    Titel :

    Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Reifensimulation auf digitale Lastkollektivaussagen


    Beteiligte:
    Lange, Steven (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    87 Seiten, Bilder, Tabellen, 55 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch