Simulation der 3F-Parameter (Fahrer, Fahrzeug und Fahrstecke) zur Ermittlung repräsentativer Lastkollektive für Fahrwerkskomponenten
Final Report Abstract
Die durchgeführte Arbeit hat das Ziel, repräsentative Lastkollektive für Komponenten von Pkw-Fahrwerken durch Simulationsrechnungen zu ermitteln. Dazu werden alle für die Längs- und Querdynamik relevanten Fahrerhandlungen (Pedalbewegungen. Schaltungen. Lenkradeinschläge) unter Berücksichtigung von statistischen Verteilungen und Beachtung der Situationsabhängigkeit einzelner Handlungen simuliert, um sie an ein Fahrzeugmodell zu übergeben. Die Situationsabhängigkeit der Fahrerhandlungen ergibt sich unter anderem aus den Vorgaben des Fahrstreckenmodells, z.B. vorgeschriebene Fahrgeschwindigkeit, Kurvenverlauf und Steigungen. In einem Fahrstreckenmodell wird zudem die Fahrbahnoberfläche nachgebildet, um die Einflüsse der Fahrbahnunebenheiten berücksichtigen zu können. Das Fahrzeugmodell berechnet aus den Vorgaben des Fahrer- und Fahrstreckenmodells das Verhalten des Fahrzeugs und die daraus resultierenden Belastungen im Radmittelpunkt. Aus den Kräften im Radmittelpunkt werden mit Hilfe der MKS-Simulation die Lagerkräfte an den einzelnen Fahrwerksbauteilen ermittelt. Eine Schädigungsrechnung erlaubt anschließend eine Abschätzung der Lebensdauer des Bauteils, die unter den gegebenen Einsatzbedingungen zu erwarten ist. Es werden verschiedene Kundentypen anhand der Parameter Fahrstil, bevorzugte Beladung und befahrener Streckentyp (3F-Parameter) definiert und anhand der Ergebnisse der Schädigungsrechnungen miteinander verglichen. Ergebnisse dieses Vergleichs sind die repräsentativen Kundenverhaltensweisen für jedes Bauteil des Fahrwerks. Die höchsten Belastungen erfährt ein Fahrwerk nach diesen Erkenntnissen im Wesentlichen bei sportlicher Stadtfahrt mit voller Beladung. Fahrten beispielsweise auf der Autobahn unterschreiten dieses Belastungspotenzial um den Faktor 10^-2! Diese Ergebnisse konnten durch Simulationsrechnungen identifiziert werden, welche auf Grundlage der statistischen Auswertung bestehender Fahrzeugmessungen durchgeführt wurden. Eine Vorhersage für nicht vermessene Fahrzeugkonzepte konnte bislang noch nicht bestätigt werden.
Publications
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Repräsentative Fahrmanöver und -strecken für Fahrwerkbelastungen. In: Tagung fahrwerk.tech, München 2005
Janßen, A., Küçükay, F.
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Statistisches Fahrermodell für die Längs- und Querdynamik. IfF-Bericht Nr. 063, Institut für Fahrzeugtechnik, TU Braunschweig 2005
Janßen, A.
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Simulation der Radkräfte eines BMW Bemessungs- und Kundenstrecken (Blindversuch). IfF-Bericht 068, Institut für Fahrzeugtechnik, TU Braunschweig 2006
Janßen, A.
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Analyse der Kollektive aus Kundenfahrzeugen und Vergleich mit den repräsentativen Kollektiven aus der Simulation. IfF-Bericht Nr. 076, Institut für Fahrzeugtechnik, TU Braunschweig 2007
Janßen, A.
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Entwicklung von Fahrwerks- und Antriebsstrangbauteilen durch Simulation kundennaher Betriebsbelastungen. MP Materials Testing, 49 (2007), Carl Hanser Verlag, München 2007
Janßen, A., Kollmer, H., Küçükay, F.
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Repräsentative Lastkollektive für Fahrwerkkomponenten. Dissertation, Schriftenreihe des Instituts für Fahrzeugtechnik, TU Braunschweig 2007
Janßen, A.
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Simulation kundennaher Betriebslasten für Fahrwerkkomponenten, Lastannahmen und Betriebsfestigkeit. DVM, Wolfsburg 2007
Kollmer, H., Janßen, A., Küçükay. F.
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Simulation kundennaher Betriebslasten für Fahrzeugkomponenten. VDI Bericht 1990, Würzburg 2007
Kollmer, H., Janßen, A., Küçükay. F.
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Kundennahe Fahrzeugmessungen. In: dSpace News 1/2008, dSpace GmbH. Paderborn 2008
Kollmer, H., Janßen, A., Küçükay. F.
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Simulation kundennaher Betriebslasten für Fahrwerkkomponenten. MP Materials Testing, 51 (2009), Carl Hanser Verlag, München 2009
Kollmer, H., Janßen, A., Küçükay. F.
