Einfluss der Fahrzeugmodellbildung auf Karosserie- und Fahrwerkskräfte bei der Überfahrt von Extremhindernissen

Abstract

Anhand eines von MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik zur Verfügung gestellten Fahrzeugmodells wird der Einfluss von unterschiedlichen Modellbildungsansätzen auf die Simulationsergebnisse erarbeitet. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt vor allem in der Abbildung von elastischen/plastischen Verformungen in Karosserie und Fahrwerk. Zudem wird der Einfluss von unterschiedlichen Parametern auf die Ergebnisse dargestellt.<br />Zu Beginn der Arbeit wird das verwendete Fahrzeugmodell vorgestellt. Es wird insbesondere der Aufbau des Karosserie-Modells und der Fahrwerksbaugruppen Vorderachse und Hinterachse gezeigt. Als Reifenmodell wird in dieser Arbeit das physikalische Modell FTire verwendet. Es folgt eine Beschreibung der Modellvarianten für die Bereiche Karosserie, Fahrwerk, Reifen, Antrieb und Fahrer.<br />Für die Untersuchung der unterschiedlichen Modellvarianten werden 3 Fahrmanöver definiert. Diese unterscheiden sich durch unterschiedliche Hindernisformen, Fahrzeugbeladungen und Rad/Reifen-Kombinationen. Für jedes Fahrmanöver stehen jeweils Messdaten eines realen Fahrzeuges zur Verfügung. Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt anhand definierter Messstellen wie z.B. Dämpferdom, Radträger oder Messrad.<br />Um die große Anzahl an Modellvarianten in dieser Arbeit effektiv bearbeiten zu können, wird der Modellaufbau und die Auswertung der Ergebnisse automatisiert. Der Aufbau und die Funktion der verwendeten Programmsteuerung werden erläutert. Es werden ausgewählte Simulationsergebnisse der Fahrzeugmodellvarianten im Vergleich zum Basis-Modell und zu vorliegenden Messdaten dargestellt.<br />Anhand dieser Ergebnisse werden mögliche Verbesserungspotentiale aufgezeigt.

Based on a vehicle model provided by MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik the influence of different modeling approaches on the simulation results will be discussed. The main focus of this thesis is on the illustration of elastic/plastic deformations in the vehicle body and the suspension.<br />Further the influence of several simulation parameters on the results will be shown.<br />First the applied vehicle model is presented. The structure of the body model and the suspension assemblies front axle and rear axle are demonstrated. For the tire model the physical tire model FTire is used.<br />Then a description of the modeling variants vehicle body, suspension, tire, drivetrain and driver is given.<br />For the analysis of the various modeling variants three driving maneuvers are defined. They differ in different forms of obstacles, vehicle loads and tire/wheel combinations. For each driving maneuver measured data of a real vehicle are available. The evaluation of the results is based on defined measuring points such as damper tower, wheel carrier or measuring hub.<br />To handle the large number of modeling variants in this work, the model setup and the analysis of the results are automated. The structure and function of the program control is explained.<br />Selected simulation results of the vehicle modeling variants will be compared with the base model and presented measurements. Based on these results, potentials for improvements are identified.<br />