Prozesskette zur Parametrierung von Reifenmodellen in der Landtechnik

摘要

Bei der Entwicklung von landwirtschaftlichen Maschinen und Fahrzeugen werden verstarkt Simulationsmethoden in der Produktentwicklung eingesetzt. Schon seit langerem ist die Mehrkorpersimulation im virtuellen Produktentwicklungsprozess fest etabliert. Fur Gesamtfahrzeugsimulationen sind dabei Reifenmodelle zu verwenden und zu parametrieren. Im vorliegenden Fall handelt es sich um LMS Complex Tire. Fur die Parametrierung des MKS-Reifenmodells sind bisher Versuche auf einem Flachbahnprufstand notwendig. Auf Grund der grossen Abmessungen der Reifen bei landwirtschaftlichen Maschinen sind diese Versuche jedoch aufwandig und teuer, fur sehr grosse Reifen, hohe Geschwindigkeiten und hohe Lasten in Ermangelung von Prufstanden sogar unmoglich. In diesem Beitrag wird eine rein simulationsbasierte Prozesskette zur Parametrierung der MKS-Reifenmodelle auf Basis von detaillierten FE-Modellen des Reifens vorgestellt. Mit dem in Abaqus vorliegenden detaillierten FE-Modell werden bisherige Tests an Prufstanden in der Simulation nachgebildet. Modalanalysen, Steifigkeitsbestimmungen und Kurvenfahrten werden simuliert und die Parameter des MKS-Reifenmodells, wie Rollradius oder Lateralsteifigkeit, daraus abgeleitet. Der Detaillierungsgrad des FE-Modells kann an die Anforderungen der nachfolgenden MKS-Simulationen angepasst werden. Mit Hilfe einer in Matlab programmierten grafischen Benutzerschnittstelle lassen sich die Einzelschritte des Gesamtprozesses, wie die Erstellung der Abaqus-Inputfiles, die Berechnung oder die grafische Auswertung der Ergebnisse, automatisieren. Auch erfahrene Abaqus-Nutzer profitieren von dem Programm, da alle Inputfiles fur Adaptionen zur Verfugung stehen. Ein einfaches Plot-Tool erlaubt ausserdem den Vergleich von Abaqus-Ergebnissen (ASCII oder binar) mit den Ausgaben der virtuellen Versuche in Virtual Lab. Ein positiver Nebeneffekt der vorgestellten Arbeitsweise ist die Weiterverwendbarkeit der FE-Reifenmodelle fur Analysen, die ausserhalb des Gultigkeitsbereichs von MKS-Reifenmodellen liegen, wie z.B. bei Sonderereignissen, die zu grossen Deformationen des Reifens fuhren.