In einem Verbundprojekt zur Verbesserung der Qualität und Lebensdauer von Reifen mit Kunststoffbandage von Flurförderzeugen wurden Reifen aus Polyurethan und einem speziellen Polymer, dem Vulkollan aus dem Hause Bayer, mit Hilfe eines Computermodells im Rahmen einer FEM-Analyse unter Verwendung von Abaqus untersucht. Teilziele waren neben der Analyse der heute eingesetzten Konstruktionen und Werkstoffe die Entwicklung eines FEM-Modells für das System Rad und Boden sowie die computergestützte Untersuchung der Versagensursachen und Verschleißmechanismen. Diese Räder weisen aufgrund der viskoelastischen Eigenschaften der Kunststoffbandage eine nichtsymmetrische Druckspannungsverteilung in der Kontaktfläche auf. Das Materialverhalten wird durch ein gekoppeltes System thermomechanischer Bilanzgleichungen beschrieben. Das Speicherschubmodul und das Verlustschubmodul ändern sich bei einem viskoelastischen Material mit der Rollgeschwindigkeit. Da Polymere eine nichtlineare Spannungs-Dehnungsbeziehung besitzen, sind ihre Materialparameter im besonderen Maße von der Temperaturverteilung im Inneren des Rades abhängig. Die Geometrie des Rades und die Rollgeschwindigkeit beeinflussen damit direkt die Lebensdauer des Radkörpers. Der Kunststoff Vulkollan zeichnet sich neben seinem viskoelastisch nichtlinearen Verhalten auch durch eine Stabilität der Werkstoffeigenschaften in engen Parameterbereichen wie z.B. der Temperaturbeständigkeit zwischen 40 Grad C und 80 Grad C aus. Die 80 Grad C Grenze ist insofern wichtig, da dies bei nicht zulangen Fahrstrecken der der Nabentemperatur im echten Betrieb entsprechen kann. Neben den experimentellen Untersuchungen zu den Materialeigenschaften wurden begleitende Simulationen durchgeführt, deren Ergebnisse an Hand einer Einfederungssimulation des Verbundsystems Rad/Nabe dargestellt wird. Während die Simulation der komplexen mechanischen Eigenschaften schon sehr weit fortgeschritten ist, ist die Arbeit auf dem Gebiet der thermischen Simulation noch in vollem Gange. Weitere Schritte werden die Fortführung der Forschung bzgl. des thermischen Verhaltens sein, sowie die Überprüfung anderer Rad-Nabengeometrien.


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    Title :

    FEM-Simulation der mechanischen und thermischen Beanspruchungen von Flurförderzeugen mit PUR-Bandagen


    Contributors:
    Rückner, G. (author) / Bruns, R. (author)

    Published in:

    Publication date :

    2008


    Size :

    21 Seiten, 21 Bilder, 5 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German