In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass eine weitere Verfeinerung der Diskretisierung beispielsweise bei FEM Modellen nur geringen Zuwachs an Information bietet. Im Gegensatz dazu ist das Verhalten eines Modells auf die ihm innewohnenden Unsicherheiten, zunächst für das Modell Verständnis im Rahmen der Modellerstellung und -Validierung und in einem zweiten Schritt für die Realisierung einer Designaufgabe, oft von großem Interesse. In diesem Zusammenhang werden häufig Unsicherheits- und Sensitivitätsanalysen durchgeführt um die Unsicherheitsausbreitung durch ein System und den einzelnen Parametereinfluss auf die Gesamtunsicherheit bewerten zu können. In dieser Arbeit wird zunächst der Status quo der Vibro-Akustik-Berechnung technischer Strukturen insbesondere in der Motorenentwicklung dargelegt. Hierbei werden die aktuellen Herausforderungen beim Aufbau eines ganzheitlichen Simulationsprozesses zur Akustikberechnung herausgearbeitet. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf die Modellierung der Dämpfung in Fügestellen assemblierter Strukturen gelegt. Des Weiteren wird ein Überblick über existierende Methoden der Berücksichtigung von unsicheren Modellparametern gegeben. Daraus und aus den Anforderungen, die sich aus dem komplexen Anwendungsfall (Motorradmotor) ergeben, wird ein Prozessvorschlag zur umfangreichen Unsicherheits- und Sensitivitätsanalyse komplexer Modelle abgeleitet, der den zentralen Beitrag dieser Arbeit darstellt. Diese Vorgehensweise beinhaltet eine sequentielle oder gar iterative Anwendung einer Statistischen Unsicherheits- und Sensitvitätsanalyse (SUSA) sowie einer Fuzzyarithmetischen Unsicherheits- und Sensitvitätsanalyse (FUSA). Anschließend wird die vorgeschlagene Prozedur auf eine neuartige Modellierungsmethode für lokale Dämpfungsmechanismen in Fügestellen am komplexen Beispiel eines BMW Motorradmotors angewandt. Die Ergebnisse dieser Unsicherheitsbetrachtung werden schließlich mit experimentellen Ergebnissen verglichen und ausführlich diskutiert. Darüber hinaus wird mit der Arbeit gezeigt, dass die präsentierte Vorgehensweise ein praktikables Werkzeug darstellt sowohl die Modellbildung als auch die Produktentwicklung bei vorhandenen Unsicherheiten zu unterstützen. Ferner kann durch die Anwendung der Unsicherheitsanalysen auf die unkonventionelle Dämpfungsmodellierung deren Validität im Vergleich zu den experimentellen Ergebnissen weitestgehend bestätigt werden, wobei gleichzeitig die Grenzen des Modellansatzes aufgezeigt werden.
This thesis initially summarizes the status quo in vibro-acoustic-simulation of technical structures particularly in engine development. By doing so the current challenges referring to the composition of a comprehensive simulation process including all steps from excitation to radiation are presented. Special attention is paid to the modeling of joint damping of assembled structures. In addition an overview of existing methods to account for uncertainties in model input parameters is provided. Hence a substantial process of uncertainty and sensitivity assessment is proposed, which is derived from the requirements of the complex case of acoustic simulation of a whole motorcycle engine. The proposal consists of the sequential or even iterative application of a so-called Statistical Uncertainty and Sensitivity Analysis (SUSA) and a Fuzzy-Arithmetic Uncertainty and Sensitivity Analysis (FUSA). Subsequently the procedure is applied to the FEM model of a complete BMW motorcycle engine, which utilizes a new technique for locally modeling the joint damping. The results of this uncertainty analysis method are then compared to the measurements of the real structure and discussed in detail. Finally the thesis proves that the presented approach is feasible to guide the modeling process itself as well as the product development in case of existing uncertainties for real world problems. Moreover the application of the proposed uncertainty analyses shows that the validity of the unconventional modeling of joint damping can be widely confirmed. It also reveals the limitations of the modeling concept.
NVH-Akustik-Berechnung am Motorrad-Motor unter Berücksichtigung unsicherer Modellparameter
2013
216 Seiten, Bilder, Tabellen, 127 Quellen
Theses
German
Berucksichtigung lokaler Dampfungseffekte bei der Berechnung der Getriebe-Akustik
British Library Conference Proceedings | 2006
|