Wissenschaftstransfer
Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau
Forschung und Technologietransfer im Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau
Projekte aus der Forschungsdatenbank der 188篮球比分_188比分直播—激情赢盈中√ Osnabrück im Bereich Karosserieentwicklung und Leichtbau (Kopie 1)
Projekte aus der Forschungsdatenbank der 188篮球比分_188比分直播—激情赢盈中√ Osnabrück im Bereich Karosserieentwicklung und Leichtbau = MANUELL
R. Schmidt, B. Lammen, R. Kre?mann: EFRE Machbarkeitsstudie ?Piezoelektrische Sensoren auf Lack- und Elastomerbasis“, Jan. 2013 – Juni 2013
R. Schmidt, V. Prediger: Entwicklung von Auslegungskriterien für ein innovatives Baukastensystem für
modular aufgebaute, gewichts-und fertigungstechnisch optimierte Pendelachsen, ZIM-Kooperationsprojekt, Dez. 2011 - Okt. 2012
R. Schmidt: ?Numerische Simulation zur Schwingungsoptimierung von Gest?nge Auslegern an Pflanzenschutzspritzen“, Amazone-Stiftung, Sept. 2010 – August 2012
R. Schmidt, B. Lammen: ?Aktive Walzensysteme“, EFRE Forschungsprojekt , Jan. 2009 – Juni 2011
B. Lammen, R. Schmidt: "Entwurf von Profilringen zur Schwingungsd?mpfung von rotierenden Wellen" zur Verwertung der Patentanmeldung Nr. 10201 0026204.8, BMWI F?rderrichtlinie ?Verwertungsf?rderung“, Juli 2011 – Dez. 2011
R. Schmidt: Mehrk?rpersimulation eines Truck-Trailer-Verbundes zur Entwicklung aktiver Fahrwerkskomponenten, Kooperation mit der gigant - Trenkamp & Gehle GmbH und der University Technology MARA,Malaysia, Nov 2007-Okt 2011
Die 188篮球比分_188比分直播—激情赢盈中√ Osnabrück setzt auf eine Kombination von Forschung und Praxisorientierung. Forschungsprojekte werden von verschiedenen Projekttr?gern, z.B. Bund, Land und EU, finanziert und in Kooperation mit Industriepartnern aus der Region, aber auch deutschland- und europaweit, durchgeführt.
Schwerpunkte des Labors für Karosserieentwicklung und Leichtbau liegen bspw. in der Verbesserung des Fahrkomforts oder der Gewichtsoptimierung von Fahrzeugstrukturen.
Hinsichtlich dieses Ziels gab und gibt es zahlreiche Forschungsvorhaben, insbesondere auch in Zusammenarbeit mit den Studenten und Studentinnen der 188篮球比分_188比分直播—激情赢盈中√.
Im Rahmen eines ZIM gef?rderten Forschungsvorhabens wurde ein kleiner leichter Sportwagen, das Roadkart, entwickelt und nach Abschluss des Vorhabens auf der Hannover Messe Industrie einem interessierten Publikum pr?sentiert. Das Fahrzeug wird inzwischen vom Projektpartner SKT in Kleinserie produziert.
Ver?ffentlichungen
S. Kushairi, R.Schmidt, A.R. Omar, A.A. Mat Isa, K. Hudha, Tractor-trailer modelling and validation, Int. J. Heavy Vehicle Systems, will be published 2013
A method for simplifying complicated multibody models for use in experimental control – R. Schmidt, M. Mahinzaeim, IOMAC11 – 4th International Modal Analysis Conference, Mai 2011, Istanbul, Türkei
M.C. Voicu, B. Lammen, R. Schmidt, H.H. Hillbrand, I. Maniu, 2011, ?Messung der Anpressdrücke im Nip von Walzensystemen mit neuentwickelten piezoelektrischen Sensoren“, VDI-Fachtagung Mechatronik 2011, S. 19-22
M.C. Voicu, R. Schmidt, B. Lammen, I. Maniu, 2010, “Measuring the nip forces in roller systems using piezoelectric paint”, Annals of DAAAM for 2010 & Proceedings of the 21st International DAAAM Symposium, Volume 21, No. 1
M.C. Voicu, R. Schmidt , B. Lammen, H.H. Hillbrand, I. Maniu, 2010, “Analysis of sensors for vibration and nip forces monitoring of rubber coated roller”, Applied Mechanics and Materials Vols. 24-25, S. 83-88, Trans Tech Publications 2010
Mahinzaeim, M., Hale, J.M., Swailes, D.C. and Schmidt, R., 2007, "Dynamic modelling and optimal vibration regulation of a flexible half-car model subjected to random road inputs and harmonic engine excitations", Journal of Sound and Vibration 2007
Mahinzaeim, M.; Schmidt, R.; Johanning, B. 2007: "Entwicklung eines aktiven Schwingungstilgungssystems zur Optimierung des Komforts bei Cabriolets - Development of an active vibration regulation system to improve driving comfort in convertibles", Automobiltechnische Zeitschrift (ATZ), 109(6), pp. 554-559.
Mahinzaeim, M., Hale, J.M., Swailes, D.C., Schmidt, R., Johanning, B., 2007: "Active Vibration Regulation of a Convertible Vehicle using System Identification", Proceedings of the Interenational Operational Modal Analysis Conference (IOMAC), 2(1), pp. 357-364.
Schmidt, R., Mahinzaeim M., Bunsmann W., 2007: "Entwicklung eines aktiven
Schwingungstilgungssystems für eine Cabrio-Karosserie", 4th International
CTI Forum - Cabriolets, Stuttgart, Germany, 4-5th Dec.
Mahinzaeim, M., Hale, J.M., Swailes, D.C., Schmidt, R., Johanning, B., 2007: "The Application of an Active Vibration Regulation System to Improving Driving Comfort in Convertible Vehicles: A Comparative Study of Regulator Design Methodologies", Applied Mechanics and Materials, 7/8, pp. 277-282.
Mahinzaeim, M., Schmidt, R., 2007: "Some Problems Associated with the Collaborative Simulation of Active Vibration Regulation (AVR) Systems", MSC Software Virtual Product Development (VPD) Conference, Frankfurt, Germany, 17-18th October.
Mahinzaeim, M. and Schmidt, R., 2006, "An Approach towards the Development of an Active Torsion Control (ATC) System for Convertibles", Adaptive Structures 2006, Bristol, UK, 10-12th Ju
Waller H., Schmidt R., Schwingungslehre für Ingenieure, BI-Verlag, Zürich 1989
Patente
R. Schmidt, O. Schauer, A. Schuwirth: Patentanmeldung DE102006007862.4-21 ,,Rahmen für ein durch Muskelkraft antreibbares Fahrzeug sowie zu dessen Herstellung bestimmte Rahmenkomponenten", angemeldet 2006.
R. Schmidt, O. Schauer, A. Schuwirth: Patentanmeldung DE102006008992.8-21 ,,Federgabel sowie an einem Gabelschaft fixierbares Formteil und dessen Anordnung", angemeldet 2006.
B. Lammen, R. Schmidt, C. Voicu, M. Mersch: ,,Verfahren sowie Vorrichtung zur Kompensation von über den Umfang eines rotierenden , insbesondere zylindrischen, Bauteils, insbesondere einer Walze, periosisch wiederkehrende St?ranregungen sowie Verfahren zur Bestimmung der Oberfl?chenstruktur eines ringf?rmigen Profils zur Kompensation der St?ranregungen", Deutsche Patentanmeldung Nr. 10 2010 026 204.8, Juli 2010.
Ausstellungen
Hannovermesse 2006:
Prof. Dr.-Ing. R. Schmidt, Dipl.-Ing. O. Schauer, Dipl.-Ing. A. Schuwirth: Mass Customisation City Bike
ThyssenKrupp Ideenpark, Hannover Mai 2006: Prof. Dr.-Ing. R. Schmidt , "Individuell angepasstes Fahrradrahmenkonzept"
In der Arbeitsgruppe Leichtbau besch?ftigten wir uns mit spannenden und innovativen Projekten im Bereich der Fahrzeugtechnik, Landtechnik und des Leichtbaus, in denen vielf?ltige F?higkeiten und Kompetenzen eingebracht werden. Im eigenen Laborbereich wird t?glich geforscht und mit neuartigen Materialien und Ideen gearbeitet. Zwei Mitarbeiter der Arbeitsgruppe promovieren zur Zeit.
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Servohydraulischer Stra?ensimulator
Dieser Fahrzeugprüfstand ist für komplette PKW mit einer Masse von bis zu 2000 kg ausgelegt. Auf diesem Prüfstand kann ein Fahrzeug mit fast jedem Signal (auch Stra?ensignale) belastet werden.
Dabei werden die gleichen vertikalen Bewegungen, die auch beim Fahren über eine Stra?e ins Fahrzeug eingeleitet werden, auf dem Prüfstand nachgefahren.
Messequipment
Es stehen Sensoren und Verst?rker für Weg-, Beschleunigungs-, Kraft- und Schallmessungen zur Verfügung. Dabei wird von uns Wert auf die Genauigkeit, weitere Verrechnung der gemessenen Signale und auf die Bewertung gelegt.
Ferner sind viele Messfahrten mit externem Geschwindigkeitsaufnehmer versehen. So k?nnen auf der Stra?e gefahrene Geschwindigkeiten sehr genau im Labor nachgefahren und Frequenzen besser zugeordnet werden.
Schallmessungen w?hrend Messfahrten auf der Stra?e werden oft impliziert. Komfortuntersuchungen mittels Schallmessungen im Fahrzeug auf dem Prüfstand sind von uns durchführbar.
Die Signalerfassung und Bearbeitung erfolgt auf Desk- oder Laptops mittels der Software DIAdem. Für weiterführende mathematische Aufgaben wird h?ufig zus?tzliche Software eingesetzt.
Unsere Messtechnik l?sst sich für den mobilen Einsatz im Fahrzeug einsetzen. Dafür wird ein 1000 VA Spannungswandler eingesetzt. Dieser wandelt die 12 VDC Bordnetzspannung des Fahrzeugs in eine 230 V Wechselspannung. Damit sind dann theoretisch unbegrenzt lange Messfahrten auf der Stra?e m?glich.
Fahrzeuge und Schnittmodelle
Unseren Studenten steht ein fahrtüchtiges Komplettfahrzeug und mehrere Schnittmodelle sowie ganze PKW-Rohbaukarosserien zur Verfügung. H?ufig haben wir auch mehrere Leihfahrzeuge bei uns stationiert.
Das Komplettfahrzeug ist für den Einsatz auf dem servohydraulischen Stra?ensimulator gedacht. Die geliehenen Fahrzeuge werden für Wochen und Monate bei uns zur Bearbeitung von Projekt-, Bachelor- und Masterarbeiten genutzt.
Die Schnittmodelle sind Lernmittel für unsere Studenten und Anschauungsobjekte für unsere Besucher.
An ihnen l??t sich der Aufbau einer Karosserie bis ins Detail erkennen. Viele ?u?ere Bleche sind entfernt worden, um dem Betrachter das Innenleben einer Karosserie zeigen zu k?nnen.
Industrieprojekte
Folgende Industrieprojekte wurden im Labor für Karosserieentwicklung und Leichtbau in den letzten Jahren durchgeführt:
Als Erg?nzung zum Beweissicherungsgutachten eines Sachverst?ndigenbüros wurde untersucht, ob der Zustand einer bestimmten deutschen Landstra?e urs?chlicher Grund für die Unfallh?ufigkeit sein kann. Ein ausgesuchter Streckenabschnitt dieser Landstra?e wurde mit einem speziell ausgestatteten Fahrzeug befahren und die Auswirkungen des Stra?enzustandes auf die Fahrdynamik dieses Versuchsfahrzeugs gemessen und bewertet.
Dazu wurde hinter der Windschutzscheibe eine Videokamera mit Blick in Fahrtrichtung installiert. Zus?tzlich wurde das Versuchsfahrzeug mit 19 Sensoren ausgestattet und die Landstra?e mit verschiedenen Geschwindigkeiten zwischen 60 km/h und 100 km/h befahren.
Die Messdaten konnten mittels einer speziellen Software mit dem digitalisierten Videosignal synchronisiert werden. Diese Synchronisation der Bilddaten und die Umrechnung der über die Zeit aufgenommenen Signale auf den zurückgelegten Weg lie? eine Beurteilung der Messungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu.
St??e auf das Fahrwerk und Unebenheiten der Stra?e k?nnen so bestimmten Fahrbahnpositionen und -abschnitten auch bei verschiedenen Geschwindigkeiten zugeordnet werden.
Ein Fahrzeug verh?lt sich bei gleicher Fahrbahn aber ge?nderten Geschwindigkeiten h?ufig v?llig anders. So kann bei einer niedrigeren Geschwindigkeit die Bewegung der Fahrzeugs st?rker ausfallen.
Bei der selbstfahrenden Landmaschine sind bei Drehzahlen zwischen 600 min-1 und 900 min-1 am Motor überh?hte Schwingungen festzustellen.
Vermutet wurden Eigenschwingungen des Verbrennungsmotors in seiner Lagerung.
Mit den Schwingungsmessungen sollten die genauen Resonanzdrehzahlen sowie die Schwingungsform festgestellt werden.
Au?er der Drehzahl des Motors wurden 8 Beschleunigungssignale aufgezeichnet. Die Motorschwingungen wurden direkt oberhalb der Gummielemente an den vier Motorlagern und teilweise in allen drei Richtungen aufgenommen. Für zus?tzliche Messungen wurden manche Sensoren umgesetzt.
Auswertung:
Mit dem Hochlauf des Motors lassen sich Resonanzstellen zuverl?ssig identifizieren. Die Ordnungsanalyse wurde mit unterschiedlichen Vielfachen der Drehzahl durchgeführt. Interessante Kurven ergaben sich bei dem 3- und 6-fachen der Drehzahl. Aus den Daten des Hochlaufs wurden kleine Zeitintervalle von je 512 Daten fouriertransformiert und in Abh?ngigkeit der aktuellen Anfangsdrehzahl im Wasserfall-Diagramm dargestellt.
Die Schwingungsform l?sst sich aus Amplitude und Phase der einzelnen Messpunkte ableiten. Die Schwingungsform der Resonanz des Motorblocks bei n=720 min-1 ist im Wesentlichen eine Wankschwingung um die Fahrzeugl?ngsachse.
Die mehrere Tonnen schwere Anh?ngefeldspritze wurde mittels eines Hydropulszylinders mit Wegen bis zu mehreren Millimetern horizontal angeregt. Dabei wurde der Weg, die Kraft in der Zylinderstange und 4 Beschleunigungen an den Auslegern in einem Frequenzbereich von 0,5 Hz bis 6 Hz aufgezeichnet.
Anregungssignale waren sowohl wei?es Rauschen wie auch harmonische Signale mit ver?nderlicher Frequenz. Bei der Wegregelung wurden Kr?fte bis zu 20 kN ben?tigt.
Aus den 4 Beschleunigungssignalen wurden die ?bertragungsfunktionen gebildet. Die Gl?ttung dieser Signale führte zur deutlicheren Interpretation der Ergebnisse.
Die Modalanalyse machte die Bewegung bei den verschiedenen Frequenzen sichtbar.
An einem geschlossenen Kleintransporter mit patentierter Achsfederblockierung sollten die Belastungen bestimmt werden.
Unsere Aufgabe lag darin, die Dehnungen an bestimmten Stellen der Hinterachse bei ent- und verriegelter Achsfederblockierung zu messen.
Für die Messungen wurde das Fahrzeug entgegen seiner Bestimmung auch mit blockierter Achsfederung bewegt.
Es wurden insgesamt 4 aktive Dehnungsmessstreifen (DMS) an die Hinterachse geklebt. Zur Temperaturkompensation sind die einzelnen DMS mit jeweils einem zus?tzlichen DMS (unbelastet) zur Halbbrücke verschaltet und mit dem Verst?rkereinschub ML55 zur Vollbrücke (Wheatstone`sche Brückenschaltung) komplettiert worden.
Alle Dehnungen wurden in Y-Richtung in der YZ-Ebene des Fahrzeugs an der ?u?eren Oberfl?che des Hinterachsk?rpers bestimmt. Zwei der Messpunkte liegen genau an der Stelle, an der eine gebrochene Hinterachse ihren Dauerbruch aufweist. Ein weiterer Messpunkt befindet sich in der Mitte der Hinterachse. Die vierte Dehnung wurde an der Vorderseite der Achse an einem m?glichst radnahen Punkt gemessen. Es ergaben sich Belastungen die direkt miteinander verglichen werden konnten.
Die gemessenen Dehnungen wurden nach dem Hookeschen Gesetz mit einem E-Modul von 210000 N/mm? in Spannungen umgerechnet. In jedem Diagramm wurden die Spannungen eines Messpunktes bei ent- und verriegelter Achsfeder dargestellt, so das ein direkter Vergleich mit und ohne Federung vorgenommen werden konnte.
Das Labor für Karosseriebau unterstützte im Rahmen von Diplomarbeiten und Industrieauftr?gen in den Bereichen:
- FEM-Berechnung und Topologieoptimierung zur Gewichtseinsparung von Komponenten der ERA (z.B. Dreieckslenker)
- Auslegung der Achskinematik mittels Mehrk?rpersimulation zur Optimierung der Fahrdynamik
- Festigkeitsuntersuchung am realen Fahrzeug mittels ADMA-Kreiselmesssystem und Dehnmessstreifen
- Experimentelle Untersuchung eines neuen Hydraulischen Stabilisators sowohl in Fahrversuchen als auch auf unserem Laborprüfstand
- Erstellung eines experimentell verifizierten Simulationsmodells am Hydraulischen Stabilisator zur Optimierung der dynamischen Eigenschaften
Das Ziel der Messungen war die unter dynamischer Belastung auftretenden Dehnungen am Tank einer Flüssigkeitsspritze zu bestimmen. Bei unterschiedlichen Füllst?nden des Tanks sowie unter unterschiedlichen Versuchs- und Betriebsbedingungen wurden mittels Dehnmessstreifen (DMS) an drei Stellen die Dehnungen aufgezeichnet.
Die Messungen wurden im Labor für Karosseriebau der 188篮球比分_188比分直播—激情赢盈中√ Osnabrück sowie auf einem Testgel?nde für landwirtschaftliche Fahrzeuge durchgeführt.
Die Versuchsbedingungen waren:
- statische Füllstandsmessungen im Labor,
- Anregung in Fahrtrichtung mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden (im Labor),
- vertikale Anregung durch ?berfahrt einer Schwelle (im Labor) und
- Feldversuche auf der Versuchsstrecke.
Als Antrieb wurde im Labor ein Hydropulszylinder eingesetzt. Bei den Feldversuchen wurde die Flüssigkeitsspritze mit einem Schlepper gezogen.
Die DMS wurden an der linken Seite des Beh?lters appliziert. Dabei war die Schwierigkeit, die Haftung auf dem Beh?lter so gut wie m?glich zu erh?hen. Der Beh?lter besteht aus Polyetylen. Die Haftung und Abdichtung ist so gut ausgefallen, dass auch noch Monate sp?ter Dehnungsmessungen mittels dieser Messstellen m?glich waren.
Die Dehnungen wurden mit je einem aktiven DMS in horizontalen Richtung bestimmt.
Die Anregung der Flüssigkeitsspritze (au?er für die Feldversuche) erfolgt über die Deichsel mit einem horizontal ausgerichteten Hydropulszylinder mit einer Nennkraft von ± 40 kN. Es wurde mit sinusf?rmiger, weggeregelter Anregung mit bis zu ± 100 mm gearbeitet. Die Anregungskraft wurde mit einer Kraftmessdose gemessen. Es wurden Frequenzb?nder durchfahren.
Ein Ergebnis war die Bestimmung der Resonanzfrequenzen und -amplituden bei verschiedenen Füllst?nden im Tank. Es ergaben sich zwei Füllst?nde, bei denen die Amplituden ungew?hnlich hoch ausfielen. D.h., bei diesen Füllst?nden ist eine Anregung bei dieser Frequenz gering zu halten.
Ein anderes Ergebnis war die Abh?ngigkeit der Dehnungserh?hung von der Steigerung der Anregungsamplitude bei zwei verschiedenen Füllst?nden. Im ersten Fall stiegen die Dehnungen proportional mit der Erh?hung der Anregungsamplituden. Als die Anregung um den Faktor 10 erh?ht wurde, erh?hten sich im zweiten Fall die Dehnungen lediglich um den Faktor 2.
Mit den Feldversuchsfahrten sollte die im Labor bestimmten Ergebnisse wiedergespiegelt werden. D.h., finden sich die im Labor angeregten Belastungen im realen Betrieb wieder. Oder anders ausgedrückt, werden die gefundenen Resonanzen im Betrieb angeregt. Sollten die Resonanzen wenig bis gar nicht im Betrieb angeregt werden, ist eine Fokusierung auf diese Anregungsart nicht erforderlich.
Ziel der Untersuchung war die Messung von Beschleunigungen an dem Gro?traktor IH STX 450 auf unterschiedlichen Teststrecken mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Messpunkte waren an den beiden Achsen, der Fahrerkabine sowie auf dem Fahrersitz zwischen Fahrer und Sitz.
Insgesamt wurden von uns 4 triaxiale Beschleunigungssensoren und ein Correvit SL-Sensor zur genauen Geschwindigkeitsbestimmung appliziert. Die Signale wurden mit einer Grenzfrequenz von 100 Hz tiefpassbefiltert und mit einer Abtastrate von 500 Hz aufgezeichnet.
Von den Beschleunigungswerten aller drei Richtungen wurden die Amplitudeng?nge und die frequenzbewerteten Effektivwerte ermittelt. Für die Effektivwerte in vertikaler Richtung wurde nach ISO 2631-1 (Wo - Frequenzbewertung) für sitzende K?rperhaltung bewertet. Für die horizontalen Beschleunigungen wurde die Effektivwerte nach der Ganzk?rperschwingung Wd für sitzende K?rperhaltung bewertet.
Bei der Berechnung des gleitenden RMS wurde eine Mittelungszeit von 0,125 s eingestellt.
Die Amplitudeng?nge wurden von quasi Null bis 80 Hz dargestellt. Zus?tzlich zeigt eine Lupe jeden Amplitudengang noch mal im unteren Bereich mit einer besseren Aufl?sung.
Die Effektivwerte wurden zusammen mit der gefahrenen Geschwindigkeit über die Zeit auf einer Anlage dargestellt. Dieses erlaubt eine Beurteilung der Messwerte in Abh?ngigkeit von der Geschwindigkeit und Geschwindigkeits?nderung.
Dieser Bericht l?sst eine Beurteilung dieses Fahrzeugs und damit einen Vergleich mit anderen Fahrzeugen zu.
- Komfortmessungen an Pkw-Karosserien sowohl auf dem servohydraulischen Stra?ensimulator als auch in Fahrversuchen
- Identifikation der Hub-, Nick- und Wankeigenfrequenzen mittels Hydropulsanlage, Schlagleistenanregung auf der Rolle sowie mit elektrodynamischem Erreger
- Identifikation von Eigenfrequenzen und Eigenschwingformen von PKW-Karosserien oder Komponenten wie z.B. Motorlagerung
- Optimierung von Schwingungstilgern
- Reduzierung der 1. Torsionseigenschwingung einer Cabriolet-Karosserie durch aktive Komponenten
- Prüfstandsversuche zum Abgleich von Simulationsmodellen
- Betriebsfestigkeitsprüfungen an Einzelbauteilen: Motorradlenkern, PKW-Querlenkern, LKW-Radnaben
- Schalldruckpegelmessung im Innenraum eines PKW zur Unterstützung eines Sachverst?ndigenbüros