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Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen von Schlingeruntersuchungen der BMW Group. Im Fokus der Diplomarbeit steht eine Untersuchung des Hochgeschwindigkeitspendelns von Fahrzeugen mit Hilfe eines Mehrkörpersystems bei näherer Betrachtung der beteiligten Schwingungssysteme. Auf diese Weise sollen Informationen über die Wirkkette beim Schlingern erlangt werden. Für eine genaue Validierung des Modells werden zunächst Versuchsmessungen mit den entsprechenden Fahrzeugen nach einem vorher festgelegten Fahrmanöver durchgeführt. Es wird gezeigt, dass unter Einhaltung der Randbedingungen des Manövers reproduzierbare Ergebnisse erreicht werden. Auf Grundlage dieser Messungen werden vorhandene Fahrzeugmodelle für das MKS-Programm insbesondere im Hinblick auf das Lenksystem modifiziert. Anhand des Vergleiches zwischen Simulation und Messung wird die Plausibilität des MKS-Modells nachgewiesen. Aus den bei der Validierung gewonnenen Erkenntnissen werden Anforderungen an MKS-Modelle für realitätsnahe Schlingerberechnungen erstellt. Im Anschluss an die Validierung folgen Untersuchungen an den hauptsächlich am Schlingervorgang beteiligten Schwingungssystemen durch gezielte Änderungen einzelner Parameter.
In dieser Diplomarbeit werden Fahrzeugmodelle von Personenkraftwagen für die Simulation der Unfalleinlaufphase realer Verkehrsunfälle erstellt. Dies Modelle werden in das interne Simulationsprogramm der Verkehrsunfallforschung an der TU Dresden GmbH implementiert. Grundlage dieser Modellbildung ist die GIDAS-Datenbank. Ebenfalls Inhalt dieser Arbeit ist die Erstellung von Routinen zur automatisierten Vervollständigung der Fahrzeug-Datensätze. Basis für die entwickelten Routinen bilden die Programme Matlab/Simulink und CarSim.
Die Arbeit behandelt die Weiterentwicklung eines teil-physikalischen Generator-Kennlinien-Modells für die Ladebilanzsimulation und dessen Umsetzung in einem Simulationswerkzeug. Im Rahmen der Modellentwicklung wird eine verbesserte Darstellung des DF-Signals bei niedriger Auslastung sowie bei geringer Drehzahl angestrebt. Weiterhin soll eine verbesserte Darstellung des thermischen Verhaltens des Generators im Modell realisiert werden. Als weitere Aufgabe ist die genauere Modellierung der mechanischen Verluste zu nennen. Durch einen abschließenden Vergleich von am Prüfstand gemessenen Werten und Simulationsergebnissen wird eine Aussage über die Güte des entwickelten Modells getroffen werden. Das entstandene Modell soll dazu eingesetzt werden, unterschiedliche Betriebsbedingungen und
Mit der stetig steigenden Anzahl an Fahrzeugprojekten und der daraus resultierenden steigenden Anzahl an benötigten Umformwerkzeugen ist es erforderlich, aktuelle Ferti-gungskonzepte zu untersuchen, um bei der Bauteiloptimierung Zeit einzusparen.
Eine Fahrzeugkarosse ist in folgende vier Baugruppen unterteilt: Seiten, Dach, Boden und Türen. Jedes Bauteil unterliegt spezifischen und komplexen Fertigungskonzepten. Die Umformwerkzeuge werden im Werkzeugbau der AUDI AG Ingolstadt konstruiert und gefertigt. Dabei ist zu erkennen, dass Fehler wie beispielsweise Oberflächenfehler immer wieder an den identischen Stellen an einem Bauteil auftreten. Einer dieser Bereiche ist die Heckspitze eines Seitenwandrahmens. Ziel dieser Arbeit ist es, im Auftrag der AUDI AG Ingolstadt Fertigungskonzepte an einem Seitenwandrahmen im Bereich der Heckspitze zu untersuchen und Möglichkeiten zur Optimierung des Fertigungskonzepts aufzuzeigen.
Im Rahmen dieser Arbeit wird im ersten Schritt zunächst der Entstehungsprozess und deren Einfluss auf das Umformwerkzeug analysiert. Zur Analyse der Fertigungskonzepte werden zudem zwei aktuelle Umformprojekte verwendet. Anschließend werden anhand der Analysen die bestehenden Fertigungskonzepte überarbeitet und in die Umformwerk-zeuge rückgeführt. Zur Überarbeitung der Fertigungskonzepte werden das CAD-Programm CATIA V5® und das FEM-Programm AutoForm® verwendet. Da der Beschnitt im Bereich der Heckspitze eines Seitenwandrahmens entscheidenden Einfluss auf das Bauteil hat, wird zudem die Beschnittermittlung untersucht und mögliche Lösungsverfah-ren zur Erreichung der Beschnitttoleranzen aufgeführt.
TRNSYS 17 bietet die Möglichkeit, detaillierte Berechnung des Strahlungswärmetransports durchzuführen. Die bisher verwendeten Standard-berechnungsmodelle sind dabei vereinfachend. Um die Unterschied zwischen den Standardmodellen und den detaillierten Modellen in der Behandlung des Strahlungswärmetransport und die Beziehungen zwischen den Abweichungen zwischen den verschiedenen Berechnungsansätzen und den gewählten Parametern zu untersuchen, wurden anhand eines normalen Mehrfamilienwohnhauses im unsaniert und im sanierten Zustand vergleichende Simulationen durchgeführt. Nach der Untersuchung von 4 Basisvarianten ist festzustellen, dass die Standardmodelle zur Berechnung des Strahlungswärmetransports die solaren Gewinne überschätzen. Der Hauptgrund dafür ist die Vernachlässigung der externen Verschattung. Außerdem verlässt weniger Strahlung das Gebäude durch die Außenfenster, was mit der vereinfachten Verteilung der diffusen Strahlung im Standardmodell zu tun hat. Darüber hinaus überschätzen die Standardmodelle die Transmissionsverluste. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Überschätzung der solaren Gewinne zu einer höheren Oberflächentemperatur der Wandinnenflächen des Gebäudes führt. Darüber hinaus hat auch das Standardmodell für die Berechnung der langwelligen Strahlung einen Einfluss darauf. Des Weiteren überschätzen die Standardmodelle den Heizenergiebedarf beim unsanierten Gebäude, während der Heizenergiebedarf beim sanierten Gebäude unterschätzt wird. Die Transmissionsverluste sind der Haupteinflussfaktor bei der Simulationen mit dem unsanierten Gebäude, während die solaren Gewinne der Haupteinflussfaktor bei den Simulationen mit dem sanierten Gebäude sind. Nach der Untersuchung von verschiedenen Simulationen mit einer Variaton der Einflussgrößen Standort, Raumsolltemperatur, solarer Absorptionsgrad und Emissionsgrad sind folgende Schlussfolgerung zu ziehen: Erstens ist festzustellen, dass die Standorte eine relativ große Auswirkung auf die Abweichungen haben. Es gibt hierbei hauptsächlich drei Gruppen von Wechselwirkungen. Je stärker die Solarstrahlung von einem Standort ist, desto größer ist die Abweichung der solaren Gewinne in kWh/a. Darüber hinaus gilt, je niedriger die Außentemperatur ist und je größer die Solarstrahlung eines Standortes ist, desto größer ist die Überschätzung der Transmissionsverluste des Gebäudes in kWh/a. Außerdem zeigt eine Kennzahl, die die meteorologischen Eigenschaften eines Standorts beschreibt und deren Ermittlung somit zunächst ohne Simulation erfolgt, wie stark die Überschätzung der solaren Gewinne die Abweichung des Heizenergiebedarfs beeinflusst. Je größer diese Kennzahl ist, umso kleiner ist der Wert der prozentualen Abweichung des Heizenergiebedarfs und umso größer ist der Einfluss der Überschätzung der solaren Gewinne. Zweitens hat die Raumsolltemperatur keinen Einfluss auf die solaren Gewinne und ihr Einfluss auf die Abweichung der Transmissionsverluste und des Heizenergiebedarfs ist gering. Drittens beeinflusst der solare Absorptionsgrad die Abweichung der solaren Gewinne. Je größer der solare Absorptionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der solaren Gewinne. Außerdem gilt, je mehr Zonen mit nur einem Fenster das Gebäude aufweist, desto stärker ist diese Abhängigkeit. Viertens reagieren die Standardmodelle auf die Veränderung des Emissionsgrads gar nicht und rechnen mit einem festen Wert von 0,9. In Gegensatz dazu, reagieren die detaillierten Modelle auf die Veränderung des Emissionsgrads. Deshalb gilt, je größer der Emissionsgrad von der Innenseite der Wände ist, umso kleiner ist die Abweichung der Transmissionsverluste. Die mit den detaillierten Modellen gerechneten Simulationen benötigen rund doppelt so viel Zeit wie die mit den Standardmodellen gerechneten. Die detaillierten Modelle sind für Gebäude mit folgenden Merkmalen besonders zu empfehlen: Erstens, es sind externe Verschattungen einschließlich der Eigenverschattung des Gebäudes vorhanden. Zweitens, die Innenseite der Wände haben kleine Emissionsgrade und das Gebäude ist unsaniert. Diese zwei Merkmale spielen jeweils eine wichtige Rolle bei der Abweichung der solaren Gewinne und Transmissionsverluste und wirken sich somit zusammen auf den Heizenergiebedarf des Gebäudes aus. Es gibt auch andere Aspekte, die zur größeren Abweichung führen (wie in der Kapitel 8 erläutert). Aber diese zwei Aspekte führt zur nicht mehr zu vernachlässigenden Abweichung. Außer dieser zwei Situationen, für ein Gebäude mit einer gewöhnlichen Fassade mit gestanzten Fenstern die erhöhte Detailebene einen geringen Einfluss auf die Ergebnisse hat.
Diese Diplomarbeit beinhaltet den Vergleich und die Bewertung der Softwarelösungen für Prozesse der Umformtechnik Stampack und Autoform. Hauptziel der Arbeit ist die Formulierung einer konkreten Anschaffungsempfehlung für den Auftraggeber, die Fahrzeug-Entwicklung-Sachsen (FES-AES GmbH). Zur Bewertung der Softwarelösungen werden Anforderungen aufgestellt und entsprechende Bewertungskriterien abgeleitet. Es erfolgt die Prüfung der Funktionsumfänge und Benutzerfreundlichkeit hinsichtlich Tiefziehsimulation und Rückfederungsberechnung. Zusätzlich werden die Module der Autoformsoftware für Ziehanlagengestaltung und Rückfederungskompensation untersucht und bewertet. Die Übereinstimmung von Versuchsdurchführungen und Simulationsergebnissen wird im praktischen Teil der Arbeit exemplarisch an zwei Prototypenwerkzeugen überprüft. Hierbei zeigt Autoform, im Gegensatz zu Stampack, sehr gute Übereinstimmungen. Weiterhin wird die Wirtschaftlichkeit der Softwarelösungen mittels Return On Investment
Diese Arbeit befasst sich mit der Erweiterung einer Simulationsumgebung zur Identifikation von Verbrauchspotentialen in der kommerziellen Software Matlab/Simulink. Das Ziel dabei ist, eine detaillierte Verbrauchsanalyse eines Fahrzeugs in einem Fahrzyklus zu erstellen. Dabei werden zur Auswertung des Kraftstoffverbrauchs ein Verbrauchsmodell sowie Algorithmen zur Datenvorverarbeitung entwickelt. Diese helfen dabei, den zyklusspezifischen Summenverbrauch zu bestimmen und ihn den einzelnen Fahrzuständen zuzuordnen. Außerdem werden Verbrauchspotentiale ausgewählt und weitergehend in ihrer Wichtigkeit untersucht. Den Schluss bildet die Evaluierung der Erweiterung an einem Versuchsfahrzeug.
Diese Mastertheis untersucht die Möglichkeiten der Nutzung einer Spiele-Engine für die Visualisierung in der Fahrsimulation und im Speziellen für den Fahrsimulator der Westsächsischen Hochschule Zwickau. Dabei wird im Rahmen dieser Arbeit die Analyse auf die Darstellung von einspurigen Außerortsstraßen beschränkt. Für diese Aufgabe werden die grundlegenden Anfroderung für eine solche Visualisierungssoftware dargelegt und auf Basis eine entsprechenden Engine gewählt.Darauf aufbauend wird ein Prototyp entiwckelt, der eine Alternative zu den derzeitig eingesetzten Softwaresystemen zu virtuellen Darstellung einer Straßenszene dient. die wichtigsten Algorithmen und technischen Bedingungen werden dabei näher erläutert. Es ist das Anliegen dieser Mastertheis die Möglichkeiten und Techniken der heutigen Computerspieleauf die Software für das Fahrsimulationslabor zu übertragen, um eine hohe Grafikqualität zu erreichen. Zudem soll mit dem entwickelten Prototyp der Prozess der Szenenerstellung für die virtuelle Befahrung deutlich verringert und ein komfortables Werzeug für diese Aufgabe geschaffen werden.
Die Grundlage für die vorliegende Diplomarbeit bildet die Annahme, dass mit dem Software-Tool CarMaker (der Firma IPG Automotive) ausgewählte Assistenz- und Automatisierungsfunktionen simuliert werden können.
Um die Gültigkeit dieser Hypothese zu überprüfen, wurden die Simulationskompetenzen in Hinblick auf Funktionen die der Fahrzeugautomatisierung dienen, zuerst rein theoretisch untersucht und danach praktisch demonstriert.
Im Verlauf der Arbeit wurden die folgenden Schwerpunkte bearbeitet:
- Einordnung der Spurhalteassistenzfunktionen in die Fahrzeugautomatisierung
- Untersuchungen zum Stand der Technik kontinuierlich automatisierender Funktionen
- Analyse der Hard- und Softwarekomponenten eines Spurhaltesystems
- Eignungsprüfung derzeitiger Simulationsmethoden
- Bewertung der Umsetzbarkeit der Methoden in CarMaker
- Entwurf und Programmierung eines Querreglers
- Durchführung einer MiL-Simulation in CarMaker
Als Ergebnis lässt sich festhalten, dass mit CarMaker alle kontinuierlich automatisierenden Funktionen simuliert werden können.
Zukünftig wird bei der Errichtung energieeffizienter Gebäude und zur energetischen Sanierung die dynamische Simulation zur Optimierung verstärkt eingesetzt. In dieser Untersuchung wurde eine Einfamilienhaus, daß dem Maßstab Passivhaus sehr nahe kommt, mit all seinen Komponenten simuliert. Vergleichende Parameterstudien wurden durchgeführt. <!-- #h:dissdiplDynamische Gebäudesimulation.doc# -->
Die Notwendigkeit der zerstörungsfreien Qualitätsprüfung im industriellen Fertigungsprozess erfordert u.a. die ständige Weiterentwicklung hierfür geeigneter Verfahren. Gegenstand dieser Diplomarbeit war deshalb die Untersuchung der Optimierungsmöglichkeiten des Wirbelstrommessverfahrens. Zunächst wurde eine Recherche über Verfahren und Möglichkeiten zur Simulation von Wirbelstrommessungen durchgeführt. Hier sollte geklärt werden, in wie fern sich durch Simulationen Synergieeffekte und Einsparungen z.B. für die praktische Entwicklungsarbeit von Sensoren ergeben könnten. Im Weiteren lag das Augenmerk auf einer Erweiterung der bestehenden Auswertealgorithmen. Es wurde ein Mustervergleich entwickelt, der, unter Beachtung der 3D - Struktur der Wirbelstromsignale, für Fehler charakteristische Kurvenverläufe in Messdaten finden kann. Zusätzlich wurde zur Daten- und Rechenzeitminimierung ein Komprimierungsverfahren, auf der Grundlage der 2D - Regressionsrechnung, für Wirbelstrommessdaten entwickelt. Schließlich wurden Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit zweier ausgewählter Wirbelstromsonden durchgeführt. Hierfür wurde u.a. die Messbarkeit von Modellfehlern und deren Signaltrennung bei verschiedenen Messfrequenzen beurteilt. Außerdem wurde beispielhaft für eine Sonde der Einfluss der Zinkbeschichtung der zu messenden Materialprobe auf das Wirbelstromsignal betrachtet.
Diese Masterarbeit untersucht die Möglichkeiten der virtuellen Simulation von Verkehr, in dem ein vom Menschen gesteuertes Fahrzeug aktiv beteiligt ist. Es wird dabei vor allem auf mikroskopische Verkehrsmodelle eingegangen, die Grundlage der Simulation sind. Modellierung und Implementierung eines Softwaremoduls, welches als Bestandteil eines Verteilten Systems auf der Basis vorgestellter Verkehrsmodelle den Verkehr simuliert, werden beschrieben. Dabei wird darauf eingegangen, wie die Abarbeitung parallelisiert erfolgen kann. Untersuchungsergebnisse zu den verschiedenen Verkehrsmodellen werden vorgestellt. Sie geben Aufschluss darüber, wie real Menschen das Fahren in Verkehrsströmen empfinden. Es ist das Anliegen dieser Arbeit, einen Einblick in die Verkehrssimulation zu geben und mit dem entwickelten Modul einen kleinen Beitrag für eine sichere Straßenplanung zu leisten. Mit dessen Hilfe ist es möglich, geplante Straßen unter realistischen Bedingungen virtuell abzufahren und riskante Stellen im Vorfeld der Bauung zu erkennen.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Berechnung des akustischen Fahrzeuginnenraums. Die Berechnung wird mit der theoretischen Grundlagen der numerischen Strömungssimulation und Akustik durchgefüht. Der Berechnungsprozess wurde mit software Virtual Lab Akustik erfolgt. Das verwendete Modell ist ein halber Innenraum eines Fahrzeuges (Fiat) in der Hochschule Zwickau. Einerseits erfahrt man etwas über die Schalldruckverteilung sowie Geschwindigkeit der Luft in Innenraum des Fahrzeugs durch die Finite Elemente Methode (FEM), andereseits wurde die Berechnung mit Boundary Element Methode (BEM) auf der Fläche im Innenraum durchgeführt. Anregungen, die für das Modell zur Berechnung genutzt wurde, sind Anregung des Motors und Zweiraden des Fahrzeugs. Mit unterschiedlichen Frequenzen entstehen verschieden Berechnungsergebnisse und geeignete Bildgenerierungen. Durch die Berechnung mit FEM und BEM kann man sichtbar Ergebnisse vergleichen oder bewerten
Auf Grund von stetig steigenden Anforderungen an den Komfort und die Energieeffizienz von Kraftfahrzeugen, besteht bei Automobilproduzenten die Bestrebung, Optimierungspotenziale eines jeden Fahrzeugbereiches zu ergründen. Einen dieser Bereiche stellen Schaltsysteme dar. Deren Einsparvermögen offenbart sich in vielfachen Eigenschaften. Ein wichtiges Merkmal neben der Effizienz von Schaltsystemen ist der erzielbare Schaltkomfort. Vor diesem Hintergrund wird im Rahmen der vorliegenden Arbeit eine Untersuchung durchgeführt, inwiefern im Vorauslegungsprozess eines Schaltsystems Aussagen über den zu erwartenden Schaltkomfort getroffen werden können. Die Arbeit beschäftigt sich zunächst mit dem Sachverhalt, in welche Kriterien Schaltkomfort unterteilt wird und wie sich diese objektiv bemessen lassen. Die Vergleichbarkeit zwischen gemessenen Werten und menschlichem Empfinden im Bezug auf den Schaltvorgang ist hierbei von zentraler Bedeutung. Dieser Abgleich soll es erlauben, den Komfort eines Schaltvorganges anhand gemessener Kenngrößen bewerten zu können, ohne das Empfinden eines Fahrers zu benötigen. Zu diesem Zweck wird ein Schaltvorgang ausgelegt und dessen Auswirkungen auf die Längsdynamik eines Fahrzeuges mit Hilfe einer Simulation dargestellt. Das Fahrzeug wird hierbei als vereinfachtes Modell ausgeführt. Anhand der erarbeiteten Kriterien wird anschließend die Güte des Schaltkomforts bewertet.
Seit einigen Jahren nimmt der Allrad-Antriebsstrang-Prüfstand in der Fahrzeugentwicklung einen immer höheren Stellenwert ein. Aus diesem Grund wurde ein solcher Prüfstand von der FEV entwickelt und im FEV Dauerlaufprüfzentrum in Brehna aufgebaut. Ziel dieser Arbeit ist es, diesen hinsichtlich seiner Einsatzmöglichkeiten zu untersuchen. Im ersten Teil der Arbeit erfolgt eine Darstellung der verschiedenen Komponenten des Antriebsstrangs von heck-, front- und allradgetriebenen Fahrzeugen und es werden Beispiele für neue Trends, wie Doppelkupplungsgetriebe, Hybridantriebe oder variable Momentenverteilung über eine Achse, gegeben. Im nächsten Teil wird näher auf die verschiedenen Prüfstandskonzepte wie Rollen-, Motor-, Getriebe- und Antriebsstrangprüfstand eingegangen. Im weiteren Verlauf wird der mechanische und elektrische Aufbau eines realisierten Antriebsstrangprüfstands dargestellt. Des Weiteren wird näher auf die Regelung und Simulation eingegangen. Dabei wird gezeigt, wie die Regelung von Prüfling und Prüfstand realisiert wird. Schwerpunkt ist dabei die Simulation von Fahrer und Fahrzeug, die notwendig ist, um hochdynamische Testzyklen zu fahren, wie sie sonst von Rollenprüfständen bekannt sind. Im Anschluss daran werden Einsatzmöglichkeiten und -grenzen des realisierten Prüfstands aufgezeigt. Im letzten Kapitel wird der Prüfstand mit Antriebsstrangprüfständen anderer Wettbewerber verglichen, um aufzuzeigen in wie weit der hier realisierte Prüfstand wettbewerbsfähig ist.
