Fraunhofer LBF zeigt luftgekühlte Antriebseinheit auf der IAA

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Prüfkonzept für effizientere Betriebsfestigkeitserprobung

Bevor Bauteile ins Automobil kommen und dort eingesetzt werden, müssen diese, durch dynamische Kräfte beanspruchten Systeme, auf ihre Betriebsfestigkeit hin untersucht werden. Das Problem: Bei den üblichen mehrkanaligen servohydraulischen Prüfständen ist es vor Beginn der eigentlichen Prüfung oft sehr aufwändig, die Ansteuerungssignale („Drive-Files“) für den Prüfstand zu bestimmen.

Anstatt, wie bisher üblich, die Systemdynamik abzubilden, haben Wissenschaftler des Fraunhofer LBF ein physikalisches, nichtlineares Modell von Prüfstand und Prüfling erstellt. Es erfasst die Effekte der nichtlinearen Systemdynamik und ist außerdem in der Lage, das dynamische Verhalten (semi-)aktiver Komponenten, wie beispielsweise von Dämpfern, abzubilden.

Numerische Studien mit dem Modell eines dreikanaligen servohydraulischen Prüfstands und dem einer Halbachsenbaugruppe mit nichtlinearem (semi-)aktivem/adaptiven Dämpfer ergaben mehrere Vorteile: Die iterative Optimierung des Drive-Files konvergiert wesentlich schneller als bei Verwendung der bisher üblichen linearen Übertragungsmatrix. Es besteht erhebliches Potential zur Zeit- und Kostenersparnis in der Prüfvorbereitung.

Beispiele zeigen eine Abweichung unter einem Prozent nach drei Iterationen, anstatt einer Abweichung von 3,6 Prozent nach zehn Iterationen. Darüber hinaus erfasst das Modell ohne besondere Schwierigkeiten sich kontinuierlich verstellende Eigenschaften (semi-)aktiver/adaptiver Komponenten, die sich nun in der Drive-File-Generierung darstellen lassen.

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