Modellierung von Elastomer- und Hydrolagern zur Simulation von Fahrkomfort und Fahrdynamik

摘要

Weiterentwicklungen der nichtlinearen Pfeffer-Modelle und Bewertung der Potentiale anhand transienter Anregung am mehraxialen Komponentenprufstand und Hydropulser. Fur die Vorhersage von Fahrkomfort und Fahrdynamik werden in der Gesamtfahrzeugsimulation haufig vergleichsweise einfache Lagermodelle verwendet, die leicht zu parametrieren und sehr anwenderfreundlich sind. Solche Modelle bilden das Verhalten bei Anderung der Frequenz ausreichend genau ab, aber die Auswirkungen der Amplitudenabhangigkeit bleiben unberucksichtigt. Bei gestiegener Modellierungstiefe des Gesamtfahrzeugmodells, beispielsweise durch Modellierung der Anbindungssteifigkeiten (flexible Karosserie) oder neuer Reifenmodelle, setzen diese einfachen Lagermodelle einer weiteren Steigerung der Simulationsgute aber Grenzen. Basierend auf vorausgehenden Arbeiten zu nichtlinearen Lagermodellen [1] wurden neue Modelle fur Elastomerlager und hydraulisch gedampfte Aggregatlager und Fahrwerks-buchsen entwickelt und die Modellstruktur wurde fur dreidimensionale Lagerkomponenten erweitert. In umfangreichen Messreihen wurden dazu die Einflusse von wechselnder Vorlast, Temperatur und gleichzeitiger Anregung in mehreren Richtungen untersucht und bewertet. Dabei wurden neben den bekannten Versuchen bei periodischer Anregung auch Anregungsprofile aus typischen Komforttestmanovern im Fahrzeug hergeleitet. Diese Signale werden zur Validierung bei transienter Anregung an einer mehraxialen Prufmaschine verwendet. Die hier vorgestellten Modelle sind von modularem Aufbau, sehr flexibel einsetzbar und einfach zu bedaten. Nichtlineare statische Steifigkeitskennlinien und die, fur Elastomer typische, Amplitudenabhangigkeit durch innere Reibung konnen wahlweise berucksichtigt werden. Die Druckverhaltnisse in einem leicht entkoppelten Hydrolager werden detaillierter abgebildet als in kommerziell verfugbaren Hydrolagermodellen und es wurde ein Modell speziell fur hydraulische Fahrwerksbuchsen entwickelt. Diese Modelle wurden in Matlab/Simulink entwickelt und mittels Code-Export als General State Equations (GSE) in MSC Adams eingebunden, um das Verbesserungspotential der Gesamtfahrzeugsimulation durch neue Lagermodelle zu bewerten. Gegenuber den Standard Lagermodellen konnen die Simulationsergebnisse fur Fahrkomfort und Fahrdynamik damit deutlich verbessert werden.