Abdrifteffekte in der nabenkrafterregten Fahrzeugsimulation

Abstract

Die Simulation von Fahrzeugen spielt eine bedeutende Rolle in der heutigen Fahrzeugtechnik, da es auf diese Art und Weise möglich ist, Neuerungen effizient zu testen und Entwicklungen schneller voranzutreiben. Voraussetzungen hierfür sind sowohl gültige Modelle als auch numerische Verfahren, welche zuverlässige Ergebnisse liefern. In der Ingenieurspraxis werden solche Gesamtfahrzeugmodelle oftmals krafterregt simuliert. Dies bedeutet, dass die in den Radnaben bei Testfahrten gemessenen Kräfte als Anregung in das Modell eingeleitet werden. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von nabenkrafterregter Fahrzeugsimulation. In dieser Arbeit wird genau untersucht, welche Auswirkungen diese Vorgehensweise auf die Simulationsergebnisse hat. Es stellt sich heraus, dass sich das Gesamtfahrzeugmodell während einer krafterregten Simulation von seiner realen Bahn entfernt. Die Simulation verliert somit ihre Gültigkeit. Es wird analysiert, was dieses Phänomen verursacht und wie es unterbunden werden kann. Hierzu wird das Modell durch eine geeignet parametrierte Fesselung mit Federn und Dämpfern an die Umgebung gebunden. Anschließend wird eine Optimierung der auftretenden Fesselungsparameter durchgeführt.<br />

Simulation plays an important role in automotive engineering due to the fact that innovations and developments can be tested in an efficient way. Therefore sufficiently validated models are required as well as numerical methods, which are able to treat the equations of motion satisfactorily. In practice those vehicle models are often excited by applying external forces, which act in the wheel hubs. In this thesis the effects of using a force-excited model will be analyzed.<br />It is found that the calculated results do not correspond with the real motion. Hence the simulation becomes invalid. The reason, which causes this phenomenon, is discussed in this thesis. Furthermore a possibility to solve this problem - namely the coupling of the force-excited model by springs and dampers with the environment - is presented in detail.<br />Subsequently an optimization study for the parameters occurring in these springs and dampers is performed.