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 Neues Additiv schützt Holzwerkstoffe vor Flammen
14.02.2019 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Maßgeschneiderter Materialmix für dreidimensionale Mikro- und Nanostrukturen
13.02.2019 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Grüne Spintronik: Mit Spannung Superferromagnetismus erzeugen

Ein HZB-Team hat zusammen mit internationalen Partnern an der Lichtquelle BESSY II ein neues Phänomen in Eisen-Nanokörnern auf einem ferroelektrischen Substrat beobachtet: Die magnetischen Momente der Eisenkörner richten sich superferromagnetisch aus, sobald eine elektrische Spannung anliegt. Der Effekt funktioniert bei Raumtemperatur und könnte zu neuen Materialien für IT-Bauelemente und Datenspeicher führen, die weniger Energie verbrauchen.

In heutigen Datenspeichern müssen magnetische Domänen mit Hilfe eines externen Magnetfeld umgeschaltet werden, welches durch elektrischen Strom erzeugt wird....

Im Focus: Regensburger Physiker beobachten, wie es sich Elektronen gemütlich machen

Und können dadurch mit ihrer neu entwickelten Mikroskopiemethode Orbitale einzelner Moleküle in verschiedenen Ladungszuständen abbilden. Die internationale Forschergruppe der Universität Regensburg berichtet über ihre Ergebnisse unter dem Titel “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunnelling microscopy on insulators” in der weltweit angesehenen Fachzeitschrift ,,Nature‘‘.

Sie sind die Grundbausteine der uns umgebenden Materie - Atome und Moleküle. Die Eigenschaften der Materie sind oftmals jedoch nicht durch diese Bausteine...

Im Focus: Regensburg physicists watch electron transfer in a single molecule

For the first time, an international team of scientists based in Regensburg, Germany, has recorded the orbitals of single molecules in different charge states in a novel type of microscopy. The research findings are published under the title “Mapping orbital changes upon electron transfer with tunneling microscopy on insulators” in the prestigious journal “Nature”.

The building blocks of matter surrounding us are atoms and molecules. The properties of that matter, however, are often not set by these building blocks...

Im Focus: Universität Konstanz gewinnt neue Erkenntnisse über die Entwicklung des Immunsystems

Wissenschaftler der Universität Konstanz identifizieren Wettstreit zwischen menschlichem Immunsystem und bakteriellen Krankheitserregern

Zellbiologen der Universität Konstanz publizieren in der Fachzeitschrift „Current Biology“ neue Erkenntnisse über die rasante evolutionäre Anpassung des...

Im Focus: University of Konstanz gains new insights into the recent development of the human immune system

Scientists at the University of Konstanz identify fierce competition between the human immune system and bacterial pathogens

Cell biologists from the University of Konstanz shed light on a recent evolutionary process in the human immune system and publish their findings in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Thema Desinformation in Online-Medien

15.02.2019 | Veranstaltungen

FfE-Energietage 2019 - Die Energiewelt heute und morgen vom 1. bis 4. April 2019 in München

15.02.2019 | Veranstaltungen

Deutscher Fachkongress für kommunales Energiemanagement: Fokus Energie – Architektur – BauKultur

13.02.2019 | Veranstaltungen

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

Katalysatoren - Fluktuationen machen den Weg frei

15.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Berührungsgeschützt, kompakt, einfach: Rittal erweitert Board-Technologie

15.02.2019 | Energie und Elektrotechnik

Wie kann digitales Lernen gelingen? Lern-Prototypen werden auf der didacta vorgestellt

15.02.2019 | Bildung Wissenschaft

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