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Dynamische Kräfte an Standardtraktoren und ihre Wirkungen auf den Rumpf
Dr. Ralf Späth Zusammenfassung Ziel der Arbeit ist die Erstellung von Auslegungsgrundlagen für Traktorfahrwerke. Zur Erfassung der Belastungen wurde ein Standardtraktor mit umfangreicher Sensorik ausgestattet. Durch z. T. selbst entwickelte und konstruierte Kraftsensoren (z. B. Messräder) konnten am so ausgestatteten Hauptversuchsträger einige Messgrößen erstmalig im Praxiseinsatz erfasst werden (z. B. Radseitenkräfte). Zahlreiche Messungen bei verschiedenen landwirtschaftlichen Arbeiten ergaben ein breites Spektrum der dynamischen Belastungen an Standardtraktoren. Aus den gemessenen Belastungen wurden Lastkollektive und Testspezifikationen für Traktorfahrwerke entwickelt, die damit mit den Methoden der Betriebsfestigkeit ausgelegt werden können. Um aber diese Ergebnisse auch für Traktoren anderer Baugröße anwenden zu können, wird das Wachstumsverhalten von Standardtraktoren eingehend untersucht. Dieser Teil soll hier besonders für die allgemeine Fahrzeugentwicklung herangezogen werden: Ausgehend von allgemeinen physikalischen und mechanischen Grundlagen werden Ansätze zum Wachstum von dynamisch belasteten Maschinenstrukturen entwickelt. Die Methode der Wachstumsgesetze findet sich in vielen theoretischen Untersuchungen – hier ist es aber gelungen die Methode auf die Bedürfnisse von Maschinenentwicklern zu optimieren. Damit ist es einfach möglich – ausgehend von einem bekannten Ausgangsstand (z. B. Vorgängerprodukt) – wichtige mechanische Eigenschaften für ein neues Produkt sehr genau abzuschätzen, ausgehend von wenigen Konzeptvorgaben. Durch den physikalischen (und nicht empirischen) Ansatz ist diese Methode auf alle Arten von Maschinen anwendbar und keinesfalls auf Traktoren beschränkt. Damit lässt sich bei der Entwicklung das Finden von richtigen Parametern erheblich verkürzen, erste Prototypen sind damit schneller realisierbar und näher am späteren Produkt. Diese Vorgehensweise steht auf keinen Fall in Konkurrenz zu bekannten Mehrkörpersimulationssystemen – gerade für das Werkzeug der Mehrkörpersimulation ist diese Methode besonders wichtig. In ein bereits verifiziertes Mehrkörpersimulationsmodell wurde das ermittelte Wachstumsverhalten implementiert. Dies dient der Untersuchung, wie sich die dynamischen Belastungen von Traktoren mit der Änderung der Baugröße verhalten. Zur Verifikation des Wachstumsmodells wurden Messungen mit Traktoren anderer Baugröße durchgeführt, der Vergleich von Messung und Simulation bestätigt das Modell hervorragend. Ebenso durchgeführte empirische Untersuchungen belegen die Aussagekraft des Wachstumsmodells. Die vorliegende Arbeit hat damit einfach handhabbare, aber gut bestätigte Grundlagen für die Arbeit mit Wachstumsgesetzen bei Fahrzeugen geschaffen. Beim Einsatz von Mehrkörpersimulationsprogrammen ist es oft schwierig wichtige Größen im Voraus genau abzuschätzen. Mit den Wachstumsgesetzen kann hier einfach und genau auf Parameter des neuen Produkts geschlossen werden. < zurück |
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