Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Straße im Labor - "300.000 km in einer Woche"

21.11.2001


Die "Straße im Labor" - der Achsprüfstand an der TU Clausthal


Fahrmanöver wie Kurvenfahren, Bremsen, Beschleunigen und Schlechtweg belasten ein Auto. Verschleiß und Ermüdung können die Folge sein. Damit kein Versagen des Bauteils auftreten kann, muss die Betriebsfestigkeit bei Neuentwicklungen z. B. für eine geforderte Laufleistung von 300 000 Kilometern - die angenommene Lebensdauer eines Autos - überprüft werden. Spezielle Prüfstände sind "Straßensimulatoren", mit denen Achsen oder auch ganze Fahrzeuge geprüft werden. Finanziert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 1,25 Millionen Mark, erwarb das Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit der TU Clausthal (Prof. Dr.-Ing. Harald Zenner) einen neuen Achsprüfstand. Er ist an deutschen Universitäten einzigartig.

Wie kommt die "Straße ins Labor" ? In sogenannten "Nachfahrversuchen" werden die Belastungen auf das Fahrzeug auf dem Prüfstand experimentell simuliert. Die Belastungen entstehen während der Fahrt durch die im Radaufstandspunkt (Kontakt: Reifen - Fahrbahn) angreifenden Kräfte. Diese können in Fahrversuchen jedoch nicht direkt gemessen werden. Messtechnisch zugänglich sind nur die Antwortsignale dieser Kräfte und Momente im Radmittelpunkt mittels spezieller Messräder. Die Radbelastungen sind die "Antwort" des schwingungsfähigen Systems (Fahrzeug) auf die einwirkende Straße. Die Antwortsignale sind abhängig von der Abstimmung des Fahrwerks wie der Federrate, der Dämpfung und der Massenverteilung infolge Zuladung.

Die am Messrad im Fahrversuch gemessenen Antwortsignale werden im Prüflabor reproduziert. Möglich wird dies durch Kenntnis des Übertragungsverhaltens ÜV des Schwingungssystems Prüfstand mit Fahrzeug. Das ÜV beschreibt das Verhältnis von Antwortsignal (hier: Messradsignal) zu Eingangssignal (hier: Prüfstandssteuersignal) im Frequenzbereich. Die "Kunst" besteht darin, die richtigen Steuersignale zu erzeugen. Das ÜV kann durch geeignete Testsignale experimentell bestimmt werden (Systemidentifikation). Die Steuersignale ergeben sich aus X=ÜV-1·Y. Mit ihnen wird der Prüfstand zur "Straße im Labor". Durch eine Überhöhung der Belastung und eine geeignete Kürzung der Antwortsignale (Omission), wird die Belastungsgeschichte eines Kunden-Fahrzeugs von z. B. 300.000 km in ca. 1 Woche realisiert.

Die Vorteile der Laborerprobung gegenüber Fahrversuchen sind u. a.

  • Unabhängigkeit von Witterungseinflüssen
  • Unabhängigkeit von Fahrereinflüssen
  • Gute Reproduzierbarkeit
  • Einfache Überwachung und Geheimhaltung
  • Zeitersparnis durch 24h-Betrieb
  • Möglichkeit der Manipulation des Prüfprogramms
  • Bessere Inspektionsmöglichkeiten
  • Keine Unfälle

Der Achsprüfstand ermöglicht die Simulation von 3 Kräften und einem Moment (Bremsen) pro Rad, also insgesamt 8 Kanäle. Jeder Kanal wird durch einen Hydraulikzylinder realisiert. Es können PKW-Hinter- oder Vorderachsen geprüft werden, Bild 1.

Während des Prüfzeitraumes kann sich das Übertragungsverhalten des Schwingungssystems Prüfstand - Fahrzeug verändern. Ziel eines aktuellen DFG-Forschungsvorhabens ist die Beurteilung des zeitvarianten Übertragungsverhaltens auf die Genauigkeit der Vorhersage der Lebensdauer von Bauteilen.

Weitere Informationen
Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit
Dipl.-Ing. Heiko Mauch
Tel. 05323 72 28 21
Fax. 05323 72 22 35 16
E-Mail: Heiko.Mauch@IMAB.TU-Clausthal.de

Jochen Brinkmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.imab.tu-clausthal.de/Imab_Betriebsfestigkeit.htm

Weitere Berichte zu: Antwortsignal Fahrversuch Labor Prüfstand Übertragungsverhalten

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Plastik aus Holz - Röntgenuntersuchung weist Weg zu maßgeschneiderten Bauteilen auf Lignin-Basis
27.02.2020 | Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY

nachricht Charakterisierung von thermischen Schnittstellen für modulare Satelliten
19.02.2020 | Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wiegende Halme auf der Handwerksmesse München

Talente-Sonderschau: Architekturstudenten der HTWK Leipzig zeigen filigrane Skulptur aus Strohhalmen – dahinter steckt eine Konstruktionsidee für organisch gekrümmte Fassaden

Swaying Straws (Wiegende Halme) heißt die Skulptur, die die zwei Architekturstudenten Fabian Eidner und Theodor Reinhardt von der Hochschule für Technik,...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten aktuellen Stand der Anwendung des Maschinenlernens bei Forschung an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen. In einem aktuellen Review in der Zeitschrift „Nature Machine Intelligence“ beleuchten Autoren der Universitäten Leipzig und Göteborg den aktuellen Stand der Anwendung und Anwendungsmöglichkeiten des Maschinenlernens im Bereich der Forschung an aktiven Materialien.

Als aktive Materialien bezeichnet man Systeme, die durch die Umwandlung von Energie angetrieben werden. Bestes Beispiel für aktive Materialien sind biologische...

Im Focus: Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW - Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Die Identität einer Zelle wird dadurch bestimmt, ob die DNA zu einem beliebigen Zeitpunkt „gelesen“ oder „nicht gelesen“ wird. Die Signalisierung in der Zelle,...

Im Focus: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hate Speech bis KI: Online-Forscher_innen aus aller Welt treffen sich zur General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2020 | Veranstaltungen

CLIMATE2020 – Weltweite Online-Klimakonferenz vom 23. bis 30. März 2020

26.02.2020 | Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Asteroid in eiserner Rüstung

28.02.2020 | Geowissenschaften

Hate Speech bis KI: Online-Forscher_innen aus aller Welt treffen sich zur General Online Research an der HTW Berlin

28.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

UV-Licht gegen störenden Unterwasserbewuchs – Innovatives Antifouling-System des IOW jetzt reif für Serienproduktion

28.02.2020 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics