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Hier ist gutes Rad preiswert

18.07.2005


Simulationsrechnungen mit finiten Elementen zeigen, welche Kräfte zu welchen Belastungen im Rad führen. Stress & Strength


Räder für Motorräder müssen einiges aushalten. Neuentwicklungen durchlaufen daher strenge Tests. Die Software LBF®.WheelStrength kann auf Basis experimentell ermittelter Daten die Festigkeit und Lebensdauer von Rädern bewerten und optimieren.

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Das Schönste am Motorradfahren sind die Kurven - oder vielleicht doch die Beschleunigung? Wie auch immer: Bei solchen Manövern wirken auf beide Räder sehr hohe Kräfte. Häufiges Anfahren und Abbremsen, sowie extreme Schräglagen in den Kurven beanspruchen das Material aufs Äußerste. Hersteller müssen daher die Festigkeit der Räder bei jeder Neuentwicklung mit umfassenden Tests nachweisen. Eine Prüfsoftware kann sie dabei unterstützen. Forscher der Stress & Strength GmbH haben gemeinsam mit Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt die Software LBF®.WheelStrength weiterentwickelt. Seit vier Jahren ist das Programm für die Simulation mechanischer Beanspruchungen bei Rädern von Pkw, Lkw und Schienenfahrzeugen auf dem Markt. Nun haben die Forscher in Kooperation mit dem Motorradhersteller Aprilia und dem ebenfalls italienischen Radentwickler OZ die Anwendbarkeit auf Räder für Motorräder ausgedehnt. Bei ihnen müssen zusätzlich Belastungen durch Bremsen und Beschleunigen berücksichtigt werden.

"Bisher gab es nur Programme, die einige wenige, mutmaßlich kritische Kriterien überprüften", sagt Oliver Ehl, Geschäftsführer der Stress & Strength. "Dabei können aber die eigentlich wichtigen Bereiche übersehen und andere unnötig überbewertet werden. Das Potenzial etwa von Leichtbauelementen wird dadurch oft nicht voll ausgeschöpft." Für eine realistischere Datenbasis haben die Wissenschaftler daher erstmals systematisch experimentelle Daten gewonnen. Diese zeigen, welche Lasten wirklich auf die Räder wirken und wie häufig diese auftreten. Zusammen mit Festigkeitsdaten der verwendeten Materialien lässt sich nun simulieren, wie die Räder ausgelegt sein müssen, um allen sicherheitsrelevanten Anforderungen zu genügen. "Hersteller können damit ihre Neuentwicklungen am Rechner testen, bevor sie einen recht teuren Prototypen bauen", betont Ehl. "Sie sehen, wo kritische Spannungen im Rad auftreten und können diese Schwachstellen ausmerzen. So verkürzt sich der Entwicklungsprozess um einen oder sogar mehrere Zyklen." Ist der Prototyp gebaut, lässt sich die gleiche Methodik für Testläufe im Prüfstand einsetzen. Mit numerischen Berechnungen schließen Anwender der Software auf erforderliche Festigkeiten für eine Bemessungslebensdauer, die je nach Typ einer Fahrleistung von 50 000 bis 100 000 Kilometern entspricht.


Die Software gibt es als Add-on zu den gängigen Finite Elemente Programmen, die Hersteller bei der Radentwicklung verwenden. In der Basisversion kostet sie derzeit 30 000 Euro.

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Oliver Ehl
Telefon: 0 61 51 / 9 67 31-0, Fax: -19
ehl@s-and-s.de

Dipl.-Ing. Rüdiger Heim
Telefon: 0 61 51 / 7 05-2 83, Fax: -2 14
ruediger.heim@lbf.fraunhofer.de

Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw
Weitere Informationen:
http://www.s-and-s.de/index1.html
http://www.lbf.fraunhofer.de

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