MKS in der Fahrzeugtechnik Rechner und Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik Mehrkörpersimulation (MKS) Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS in der Fahrzeugtechnik

Mehrkörpersystem (MKS) Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Definition Mehrkörpersystem (MKS) Unter einem Mehrkörpersystem versteht man die Menge endlich vieler starrer Körper, die in einen dreidimensionalen euklidischen Anschauungsraum eingebettet sind und untereinander sowie mit einem nicht zum System zählenden Bezugskörper (Funda-ment) physikalisch und/oder geometrisch gekoppelt sind.

Übliche Bezeichnungen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Bezeichnungen Übliche Bezeichnungen Mehrkörpersimulation / MKS Mehrmassensimulation Starrkörpersimulation Rigid Body Simulation Multibody Simulation

Historische Entwicklung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Historie I Historische Entwicklung 16. und 17. Jahrhundert: Grundlagen der Mechanik (Translation): - Galilei (1564-1642) - Newton (1643-1727) 18. Jahrhundert: Mechanik (Rotation) und Energetische Ansätze: - Euler (1707-1783) - D‘Alembert (1717-1783) - Lagrange (1736-1813)

Historische Entwicklung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Historie II Historische Entwicklung 19. Jahrhundert - Wandel von der reinen Wissenschaft zur Technik - Verbesserung der “Verfahren” - Wenige praktische Anwendungen - Hauptinteresse galt der Kinematik Bis ca. 1960: Wenige praktische Anwendungen der MKS aufgrund der komplexen Mathematik. Einsatz von mechanischen Modellen zur Untersuchung dynamischer Systeme.

Historische Entwicklung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Historie III Historische Entwicklung Ab 1960: Renaissance der MKS: - Bedarf in der Luft- und insbesondere Raumfahrt - Einsatz schnellaufender Maschinen - Erster Einsatz von Digitalrechnern Zunächst: Entwicklung von speziellen Programmen für jede Problemstellung Später (Mitte der 70’er): Entwicklung von universellen Werkzeugen für verschiedenste Aufgabenstellungen

Geometrische Kopplung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Geometrische Kopplung Geometrische Kopplung: Geometrische Kopplung bedeutet, daß geo- metrische Elemente der Körper (Punkt, Gerade, Ebene) stets zusammenfallen (ideale Gelenke). Beispiele: Kugelgelenk: Zwei Punkte der Körper fallen zusammen Schubgelenk: Zwei Achsen fallen zusammen (Drehachse) Topologisches Schema

Geometrische Kopplung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Geometrische Kopplung Wirkungen der geometrischen Kopplung: Die geometrische Kopplung bestimmt die Kinematik des Systems. Durch die geometrische Kopplung werden die Freiheitsgrade des Systems festgelegt. Die geometrischen Kopplungen führen zu Zwangskräften. Topologisches Schema

Physikalische Kopplung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Physikalische Kopplung Physikalische Kopplung: Physikalische Kopplung bedeutet Beein-flussung des Bewegungszustandes durch eingeprägte (innere und äußere) Kräfte. Beispiele: - Federkräfte - Dämpferkräfte - Momente - Kraftfelder Die physikalische Kopplung wird im all-gemeinen über sog. Kraftkoppelelemente realisiert. Topologisches Schema

Berechnung von MKS-Systemen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Berechnungsverfahren Berechnung von MKS-Systemen Wesentliche Teilaufgaben: 1. Aufstellen der Bewegungsgleichungen 2. Lösen der Bewegungsgleichungen

1. Aufstellen der Bewegungsgleichungen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Aufstellen der Bewegungsgleichungen 1. Aufstellen der Bewegungsgleichungen Zwangsbedingungen (Gelenke) verkomplizieren das Aufstellen der Bewegungsgleichungen erheblich ! Lösungsansätze (Formalismen): - „Klassische“ Mechanik (Euler, Newton) - D‘Alembert - Lagrange Unterscheidung: - Numerische Verfahren - Symbolische Verfahren (Gleichungslöser)

Mechanische Grundlagen Newton Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Mechanische Grundlagen Newton Translation Rotation Drallsatz Impulssatz Drehimpuls (Vektor)

Beschreibung der Raumlage über Eulerwinkel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Raumlage (Euler) Beschreibung der Raumlage über Eulerwinkel Eulerwinkel aus Winkelgeschwindigkeiten und der Raumlage Gierwinkel: Nickwinkel: Wankwinkel:

Mechanische Grundlagen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Mechanische Grundlagen D‘Alembert-Prinzip Lagrangegleichung (1.Art) mit: Verschwinden der Arbeit der virtuellen Zwangskräfte Eliminieren der Zwangskräfte

2. Lösen der Bewegungsgleichungen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Lösen der Bewegungsgleichungen 2. Lösen der Bewegungsgleichungen Die Lösung der Bewegungsgleichungen erfolgt i.d.R. auf numerischem Weg ! Numerische Integrationsverfahren: - Einschrittverfahren (z.B. Euler, Runge-Kutta) Mehrschrittverfahren ( z.B. Adams-Moulten) Explorationsverfahren (Gear) Berechnungsaufwand: Durch eine Reduktion der Systemfreiheitsgrade (Symbolische Lösung) kann der Berechnungsaufwand der numerischen Lösung erheblich verringert werden.

MKS mit reiner Kraftkopplung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS mit reiner Kraftkopplung Weltkoordinaten (WC) Modellkoordinaten (MC) Berechnungsschema: Transformation der Modellkoordinaten und Geschwindigkeitsvektoren in das Weltkoordinatensystem Bestimmung der Differenzvektoren zwischen Koppelpunkten (Abstand, Geschwindigkeit) Berechnung der resultierenden Kräfte und Momente Transformation der Kräfte und Momente in die Körperkoordinaten-systeme Bestimmung der Körperbeschleu-nigungen aufgrund der angreifenden Kräfte und Momente (Rotatorisch und Translatorisch) Numerische Integration der Beschleu-nigungen => neue Geschwindigkeiten und Raumlagen

Grundlegende Möglichkeiten der MKS: Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Ergebnisse der MKS Grundlegende Möglichkeiten der MKS: Beschreibung dynamischer Systeme sowohl im Hinblick auf die Kinematik als auch auf die Dynamik: - Bewegungsanalysen, Bewegungsräume - Stabilitätsuntersuchungen - Kollisionsanalysen - Bestimmung dynamischer Kräfte - Bestimmung der kinematischer Größen

Anwendungsbereiche der MKS Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Anwendungsbereiche Anwendungsbereiche der MKS Luft- und Raumfahrt Maschinenbau Fertigung/Produktion Fahrzeugtechnik Mechatronik Antriebstechnik Medizin Sport

MKS in der Luft- und Raumfahrt Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS in der Luft- und Raumfahrt Raumfahrt Luftfahrt

MKS: Sonstige Anwendungen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS: Sonstige Anwendungen Medizin Sport

MKS im Maschinenbau Kettensäge Baggerschaufel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS im Maschinenbau Kettensäge Baggerschaufel

MKS in der Fertigungstechnik Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS in der Fertigungstechnik

MKS bei Schienenfahrzeugen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS bei Schienenfahrzeugen

MKS in der Fahrzeugtechnik Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS in der Fahrzeugtechnik Vergleichsweise späte Anwendung in der Fahrzeugtechnik Gründe: - Nichtlineare Systeme (Feder, Dämpfer) - Komplexe Kinematik (Elastokinematik) - Etablierte Versuchstechnik (+ hohe Stückzahlen) - Vergleichsweise preisgünstige Realsysteme (Prototypen) - Komplexe Wechselwirkungen Reifen/Boden Eine exakte Abbildung der Wechselwirkungen Reifen-Fahrbahn ist für die Simulation der Fahrdynamik entscheidend !!

Wechselwirkung Reifen-Fahrbahn Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Wechselwirkung Reifen-Fahrbahn Ausgangsgrößen von Rad-Boden-Modellen für MKS: Minimal: Radlast - Einfederung Seitenführungskraft – Schräglaufwinkel (mit Radlasteinfluss) Umfangskraft – Schlupf (mit Radlasteinfluss) Rollwiderstand Handling: Reifenrückstellmoment – Schräglaufwinkel (mit Radlasteinfluss) Seitenführungskraft – Sturz (mit Radlasteinfluss) Einlaufverhalten (Reifendynamik) – Schräglaufwinkel-/Schlupfänd. Kopplung Seitenkraft – Umfangskraft (Schräglaufwinkel/Radlast) (Dynamischer Reifennachlauf – Schräglaufwinkel)

Wechselwirkung Reifen-Fahrbahn Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Wechselwirkung Reifen-Fahrbahn Eine Abbildung aller realen Reifeneigenschaften in einem einzigen Modell ist für die bisher MKS nicht gelungen Unterscheidungskriterien Mathematische Modelle (Kennlinien) - Physikalische Modelle Handlingmodelle - Modelle für Fahrkomfort Stationäre – dynamische Modelle (Anfahren, Einlaufverhalten) Feste Fahrbahn – Nachgiebige Fahrbahn Abbildung von Effekten Kopplung Seitenkraft – Umfangskraft (Krempel-Diagramm) Sturzeinfluss Reifeninnendruck etc. Berücksichtigung lokaler Reibbeiwerte

Wechselwirkung Reifen-Fahrbahn Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Wechselwirkung Reifen-Fahrbahn SWIFT Physikalische Reifenmodelle: Nachbildung des physikalischen Reifenaufbaus in einem meist komplexen Ersatzmodell. Materialeigenschaften (Elastizitäten, Dämpfungs-eigenschaften, Massen etc. ) werden im Versuch bestimmt. Vorteile: Abbildung verschiedenen Reifen-Fahrbahn Paarungen Abbildung unterschiedlicher Reifen Abbildung spezieller Effekte (Kontaktproblem, weicher Boden, Reifendynamik, Profileinfluss, Akustik etc.) Nachteile: Schwierige Parametergewinnung Hoher bis extremer Rechenaufwand Abbildungsqualität (Quantität) oft nur mäßig FEM Modell

Mathematisch-empirische Reifenmodelle (Kennlinienmodelle): Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Kennlinienmodelle Mathematisch-empirische Reifenmodelle (Kennlinienmodelle): Approximation gemessener Reifeneigenschaften durch mathematische Funktionen (Blackbox). Ggf. werden zusätzlich auch physikalische Parameter berücksichtigt (z.B. Masse, Trägheitsmomente) Vorteile: Je nach Fitting gute bis hervorragende Abbildung der gemessenen Grössen Meist geringer Rechenaufwand Einfache Anwendbarkeit Nachteile: Hoher messtechnischer Aufwand Oft schwierige Auswertung (Fitting) Gilt nur für eine Paarung Reifen-Fahrbahn Sehr begrenzte Anzahl an Ausgabewerten Seitenführungskraft Schräglauf-winkel (gemessen/nachgebildet)

Wichtige Modelle Reifen-Fahrbahn Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Wichtige Modelle Reifen-Fahrbahn Handlingmodelle: Fiala Smithers Rill (Easy-to-use), Swift Magic-Formula (MF-Tyre) Magic Formula -Fy -Fx Mz -F CTire DTire Komfortmodelle C-Tyre (2-D) D-Tyre (3-D) Nachgiebiger Boden physikalische-empirische Modelle meist nach dem Ansatz von BEKKER Für Kette-Fahrbahn/Boden und Reifen-Boden existieren bis heute keine etablierten Standard-Modelle

Stationäre Reifeneigenschaften Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Kombinationsmodelle Magic Formula -Fy -Fx Mz -F Stationäre Reifeneigenschaften Fitting SWIFT Instationäre Reifeneigenschaften

Physikalische Reifenmodelle Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Physikalische Reifenmodelle CTire DTire Physikalische Modelle für feste Fahrbahn

Rad-Boden-Modell weicher Boden Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Rad-Boden-Modell weicher Boden Ersatzradmodell Parabelmodell

Rad-Boden-Modell weicher Boden Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Rad-Boden-Modell weicher Boden Multipass-Modell

Rad-Boden-Modell weicher Boden Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Rad-Boden-Modell weicher Boden

MKS in der Fahrzeugtechnik Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS in der Fahrzeugtechnik Untersuchung von Systemkomponenten Achsen (Elastokinematik, Lasten) Antriebsstrang (Motor) Federn, Dämpfer Lenkung Untersuchung des Gesamtsystems Fahrsicherheit (Lenken, Bremsen) Fahrdynamik (Fahrstabilität) Komfort Reglerauslegung (ABS, ASR, ESP ...) Optimierung von Komponenten (Reifen, Achsen, Lenkung) Ermittlung dynamischer Lasten (auch für FEM)

Achsauslegung Achsauslegung Starrachse McPherson Querlenker Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Achsauslegung Achsauslegung Starrachse McPherson Querlenker

Achskinematik - Elastokinematik Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Achskinematik - Elastokinematik

Lenkung und Antrieb Lenkauslegung Lenkung Antriebsstrang Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Lenkauslegung Lenkung und Antrieb Lenkung Antriebsstrang

Antrieb Antrieb Schaltgetriebe Steuerkette Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Antrieb Antrieb Schaltgetriebe Steuerkette

Fahrdynamik Fahrdynamik Komplexer Kurs Fahrstabilität Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Fahrdynamik Fahrdynamik Komplexer Kurs Fahrstabilität

Vertikaldynamik Vertikaldynamik Luftfederung Schlagloch Bodenwelle Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Vertikaldynamik Vertikaldynamik Luftfederung Schlagloch Bodenwelle

Querdynamik Querdynamik Stabilität Einfacher Fahrspurwechsel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Querdynamik Querdynamik Stabilität Einfacher Fahrspurwechsel

Längsdynamik Längsdynamik Bremsverlauf (ADAMS) Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Längsdynamik Längsdynamik Bremsverlauf (ADAMS)

Fahrdynamik Längsdynamik „Normale“ Bremsung Bremsung m-Split Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Längsdynamik Fahrdynamik „Normale“ Bremsung Bremsung m-Split

Fahrsicherheit - Insassenschutz Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Fahrsicherheit Fahrsicherheit - Insassenschutz Kollision mit Fußgänger

Aktuelle Entwicklungen ... Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Aktuelle Entwicklungen / Trends Aktuelle Entwicklungen ... und Trends

Nutzung von Templates Dämpfer Reifen Motorlagerung Bushing Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Nutzung von Templates Dämpfer Reifen Motorlagerung Bushing

Nachbildung von Prüfständen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Nachbildung von Prüfständen Simulation eines Schwingungsprüfstandes

Abbildung von Subsystemen Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Abbildung von Subsystemen Regelung Elastizitäten Hydraulik

Modellverfeinerung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Modellverfeinerung Fahrwerk Motor Antriebsstrang Aufbau - Federn / Dämpfer Lenkung Bremsen ... - Ventile Nockenwelle Steuerkette ... - Getriebe Kupplung Differentiale ... - Karosserie Sitze Airbag ...

Sonderfahrzeuge Sonderfahrzeuge Panzer Schneemobil Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Sonderfahrzeuge Sonderfahrzeuge Panzer Schneemobil

Kommerzielle Programme Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Kommerzielle Programme Kommerzielle Programme MESA VERDE DADS

ADAMS Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk ADAMS

ADAMS – Ablauf der Simulation Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk ADAMS – Ablauf der Simulation Simulation (Solver) Preprocessing Postprocessing

Beispiel Modellbildung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Beispiel Modellbildung Reales Fahrzeug

Modellskizze (Topologie des System) Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Modellskizze (Topologie des System) Modellskizze

ADAMS/VIEW – Arbeitsbildschirm Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk ADAMS/VIEW – Arbeitsbildschirm

ADAMS – Modellierung Forces Parts Joints Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk ADAMS – Modellierung Forces Parts Joints

MKS-Modell in ADAMS MKS Modell (ADAMS) Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk MKS-Modell in ADAMS MKS Modell (ADAMS)

Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Animation Systemanimation hat die synthetische, computergenerierte Visualisierung, also die Sichtbarmachung modellierter Prozesse zum Gegenstand. Die Systemanimation hat sich seit den siebziger Jahren als eine Komponente der Simulationstechnik etabliert Heute wird Simulation in der Regel nur dann akzeptiert, wenn sie die modellierten Systeme und die darin ablaufenden Prozesse durch Animation präsentieren kann Animatoren oder Animationssysteme existieren in unterschiedlicher Qualität als Komponenten von Simulatoren oder als selbständige Programme

Animation Sie dienen der Aufdeckung von Modellierungsfehlern Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Animation Animationskomponenten von diskreten, ereignisorientierten Simulationssystemen sind auf Erkenntnisgewinn, Präsentation und Schulung ausgerichtet. Sie dienen der Aufdeckung von Modellierungsfehlern der Analyse und Interpretation des Systemverhaltens und damit zur Aufdeckung von Konfliktsituationen, Engpässen und Deadlocks der Kommunikation zwischen Anwendern und Auftraggebern zur besseren Erläuterung von Prozeßverläufen der Erklärung und Präsentation komplizierter Prozeß-zusammenhänge und Simulationsresultate dem Training und der Schulung

Visualisierung einer Trajektorie Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Animation – Tracing Tracemarker Visualisierung einer Trajektorie

Animation – Darstellung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Animation – Darstellung Smooth-Shaded Wireframe Darstellung

Vergleich von Konzeptvarianten Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Überlagerung Vergleich von Konzeptvarianten

Animation – Überlagerung Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Animation – Überlagerung Ausgangsdarstellung Überlagerte Darstellung (Superimposed)

Nutzen der Animation - Beispiel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Nutzen der Animation - Beispiel 10 20 30 40 50 60 2 4 6 8 12 14 16 18 Zeit / s Geschwindigkeit / (km/h) Brückenlegepanzer Beschleunigungsvorgang als Plot

Nutzen der Animation - Beispiel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Nutzen der Animation - Beispiel Beschleunigungsvorgang als Animation

Konzeptstudie der US Army für ein neues modulares Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Aktuelles Anwendungsbeispiel der MKS (ADAMS) Konzeptstudie der US Army für ein neues modulares geländegängiges Trägerfahrzeug 14. Internationale Konferenz der ISTVS - Studie durch Hodges Transportation / NATC

Untersuchung der US-Army Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Operationsgebiet Qualität Straßennetz Einsatzprofil - % Autobahn - % Landstraße - % Gelände Umweltbedingungen Zuladung Masse/Volumen Verteilung Zuglasten Fahrzeugauslegung Fahrwerk Räder/Reifen Struktur Antriebsstrang Antriebsart Subsysteme Einsatzbereitschaft Zuverlässigkeit Verfügbarkeit Wartbarkeit Belastbarkeit Fahrgeschwindigkeit Autobahn Landstraße, Feldwege Gelände

Untersuchung der US-Army Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Antriebsstrang 8x8 and 10x10: Maximale Bodenkontaktfläche Minimierung des Bodendrucks

Untersuchung der US-Army Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Reifentyp: 14.00 R 20 Michelin XZL

Hybridantrieb Dieselelektrisch Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Hybridantrieb Dieselelektrisch Leiser Betrieb Geringerer Kraftstoffverbrauch Zentrale Traktionskontrolle Bessere Zuverlässigkeit Möglichkeit zur Radseitenlenkung Weniger bewegte Teile

Mac Pherson Federbeine zur Minimierung des Platzbedarfes Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Mac Pherson Federbeine zur Minimierung des Platzbedarfes

Untersuchung der US-Army Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Dieselmotor Fahrersitz Akkuzellen 14.00 R 20 Reifen Elektrischer Antriebsmotor mit zentralem Getriebe 20-Zoll Felgen

Untersuchung der US-Army Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Modulare Konzeption

Untersuchung der US-Army Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Modulare Konzeption

Mobilitätsuntersuchung: Graben Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Mobilitätsuntersuchung: Graben

Mobilitätsuntersuchung: Graben II Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Mobilitätsuntersuchung: Graben II

Mobilitätsuntersuchung: Hügel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Mobilitätsuntersuchung: Hügel

Mobilitätsuntersuchung: Schrägbahn Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Mobilitätsuntersuchung: Schrägbahn

Längsdynamik: Steigungsfahrt Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Längsdynamik: Steigungsfahrt

Querdynamik: Doppelter Fahrspurwechsel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Querdynamik: Doppelter Fahrspurwechsel

Querdynamik: Kreisfahrt konstanter Radius Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Querdynamik: Kreisfahrt konstanter Radius

Querdynamik: Doppelter Fahrspurwechsel Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Querdynamik: Doppelter Fahrspurwechsel

Vertikaldynamik: Hindernis Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Vertikaldynamik: Hindernis

Vertikaldynamik: RMS Kurs Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Vertikaldynamik: RMS Kurs

Vertikaldynamik: RMS Kurs Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Vertikaldynamik: RMS Kurs

Vertikaldynamik: Hindernis Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Vertikaldynamik: Hindernis

Untersuchung der US-Army Simulationsmethoden in der Fahrzeugtechnik - Mehrkörpersimulation - Universität der Bundeswehr Hamburg FAHRZEUGTECHNIK Prof. Dr.-Ing. M. Meywerk Untersuchung der US-Army Weitere Planung: Simulation von elektrischen Antriebssystemen im Rahmen von komplexen Fahraufgaben Nutzung von Matlab/Simulink (ADVISOR) kombiniert mit ADAMS zur Simulation von Reglern, Motoren, Eigenschaften der Energiespeicher, etc.