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Vortrag

Optimierter Leichtbau unter Berücksichtung des vibro-akustischen Verhaltens der Fahrzeugstruktur im Projekt „LeichtFahr“

Donnerstag (23.05.2019)
11:50 - 12:10 Uhr

Das vibro-akustische Verhalten von Fahrzeugen hat in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen und ist ein entscheidendes Merkmal bei der Kaufentscheidung. Daher nimmt die Prognose des Fahrzeug-NVH-Verhaltens bereits in der frühen Entwicklungsphase einen hohen Stellenwert ein. Gleichzeitig sollen die CO2-Emisionen weiter sinken. Eine Reduktion der Emissionen von Kraftfahrzeugen kann durch die Verringerung der Fahrzeugmasse erreicht werden. Die Leichtbaukonzepte „beeinflussen maßgeblich das Übertragungsverhalten der Fahrzeugstruktur wie globale und lokale Karosseriesteifigkeiten, Masseverteilungen sowie leichtbaukonforme Schalldämmung und –dämpfung“ [Ple10].

Adaptronische Systeme können den Konflikt zwischen den Forderungen nach Leichtbau sowie gutem akustischem Verhalten auflösen. Jedoch sind sie in ihrer Auslegung und Entwicklung komplexer als passive Lösungen und sind somit keine kurzfristige Maßnahme. Aus diesem Grund muss das Potential eines adaptronischen Systems bereits in der frühen digitalen Entwicklungsphase ganzheitlich prognostiziert werden.

Ziel des Projekts ist die Erstellung von Simulations- und Modellierungsverfahren für die Betrachtung des vibro-akustischen Verhaltens und des Leichtbaus von Gesamtfahrzeugen in einer Systemsimulationsumgebung. Hierzu wird neben den Simulationen auch ein Demonstrator-Fahrzeug aufgebaut und mit einem adaptronischen System ausgestattet, um so den numerischen  Ansatz zu plausibilisieren.

In dem Projekt wird ein FE-Gesamtfahrzeugmodell reduziert, mit einem aktiven Motorlager-Modell nach [Hau14] und einem FxLMS-Algorithmus gekoppelt [Gri18] und in einer Simulationsumgebung implementiert. Um das Systemverhalten möglichst präzise widergeben zu können, werden außerdem  die detaillierte Modellierung der Aktorik durch einen Ansatz mit konzentrierten Parametern sowie einer Getriebebrücke durch neuronale Netze durchgeführt. Darüber hinaus wird der Abgleich einer energiebasierten FEM, welche zur Simulation flächiger dynamischer Strukturen vorgeschlagen wird, mit Messdaten vorgestellt [Hue18]. Um das Leichtbaupotenzial einer Getriebebrücke darzustellen, wird diese im Rahmen des Projekts neu konzipiert, ausgestaltet und simulativ ausgelegt. Das ganzheitliche NVH-Potenzial des adaptroinschen Systems wird mit Hilfe eines aktiven Motorlagers demonstriert.

Quellen:

[Hau14]      F. Hausberg. Adaptive und kennfeldbasierte Steuerung aktiver Motorlager, volume 101 of Audi Dissertationsreihe. Cuvillier, E, Göttingen, Niedersachs, 1., aufl. edition, 2014.

[Gri18]        A.-J. Grimm; G. Stoll; H.Atzrodt; S. Herold; K. Finger. Implementation of a modular model for active engine mounts and coupling with a reduced model for full-vehicle NVH-simulation, Aachener Akustik-Kolloquium 2018

[Hue18]      P. Hüskens; H. Lohmann. EFEM in full-vehicle NVH-simulation considering lightweight components, Aachener Akustik-Kolloquium 2018

[Ple10]        B. Pletschen. Akustikgestaltung in der Fahrzeugentwicklung, Sound-Engineering im Automobilbereich Methoden zur Messung und Auswertung von Geräuschen und Schwingungen, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Hrsg. Genuit, Klaus, ISBN 978-3-642-01415-4, 2010

 

Sprecher/Referent: