ISBN 978-3-8439-0272-4

978-3-8439-0272-4, Reihe Ingenieurwissenschaften

Lilli Müller
Mehrkörpermodell-basiertes Online Monitoring der Betriebsbeanspruchung am Beispiel eines Nutzfahrzeug-Demonstrators

153 Seiten, Dissertation Technische Universität Kaiserslautern (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Um eine hohe Zuverlässigkeit für Nutzfahrzeuge zu gewährleisten, wird in der Entwicklungs- und Auslegungsphase ein Betriebsfestigkeitsnachweis geführt. Für einen erfolgreichen Nachweis müssen die betrachteten Beanspruchungen die tatsächlichen Betriebsbeanspruchungen realitätsnah nachbilden. Aufgrund der hohen Varianten- und Nutzungsvielfalt von Nutzfahrzeugen ist das aber nur approximativ möglich.

In dieser Arbeit wird ein Prozess vorgestellt, mit dem die Betriebsbeanspruchung an kritischen Stellen während der Fahrt online simuliert. Dieses Online Monitoring der Betriebsbeanspruchung basiert auf einem Mehrkörpermodell des überwachten Systems, das auf Basis von einfach zu messenden Größen die Betriebsbeanspruchung an kritischen Stellen im Fahrzeug simuliert und daraus die verbleibende Lebensdauer zu berechnet. Die gesamte Simulation wird auf einer Embedded Plattform durchgeführt, einem in die Fahrzeug-Elektronik-Architektur eingebetteten Mikrocomputer.

Wesentliches Element des vorgestellten Online Monitoring Prozesses ist die Echtzeitsimulation eines Mehrkörpersystems. Es werden daher zunächst Untersuchungen zur Echtzeitsimulation von Mehrkörpersystemen auf Embedded Computern vorgestellt.

Der Online Monitoring Prozess besteht zudem noch aus der Signalverarbeitung der Eingangsmesswerte und der Lastdatenanalyse der Beanspruchungen. Der komplette Prozess wird anhand eines physikalischen Modell-Anhängers (Maßstab 1:10) durchgeführt und validiert. Dabei werden Spannungen in der flexiblen oberen Platte

des Anhängers auf Basis von gemessenen Beschleunigungen auf der unteren Platte in Echtzeit während der Fahrt simuliert. Kern der Simulation ist ein flexibles MKSModell des Anhängers. Aus den Spannungen wird die verbleibende Lebensdauer der flexiblen Platte berechnet.