Modellierung und Analyse von Radaufhängungen
摘要
Kapitel 6 behandelt die Modellierung der Kinematik und Dynamik von Radaufhängungen im Fahrzeug. Ausgangspunkt ist die Beschreibung der Radaufhängung als Teilsystem innerhalb des Mehrkörpersimulationsmodells. Unterschiedliche Bauarten, wie Einzelradaufhängungen oder Starrachsen, werden über ihre Gelenk- und Körperstrukturen modelliert. Die Geometrie wird in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem angegeben, wobei Gelenke, Lenker und Radträger die relativen Bewegungen bestimmen. Für die kinematische Analyse werden Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung von Radaufhängungspunkten sowohl relativ zum Fahrzeug als auch im Inertialsystem berechnet. Hierbei kommen die in früheren Kapiteln eingeführten Methoden der Schleifen- und Baumstrukturanalyse zum Einsatz. Besondere Beachtung finden Spur- und Sturzänderungen bei vertikaler Bewegung des Rads, die das Fahrverhalten maßgeblich beeinflussen. Dynamisch wird die Radaufhängung u.a. mithilfe des d’Alembert’schen Prinzips beschrieben, wobei verallgemeinerte Koordinaten eingeführt und Bewegungsgleichungen aufgestellt werden. Einflussgrößen sind Massen, Trägheiten, Feder- und Dämpferelemente sowie Reifenkräfte. Die resultierenden Kräfte werden an den Fahrzeugaufbau zurückgegeben und wirken dort als Eingang für die Gesamtfahrzeugsimulation. Das Kapitel zeigt, wie durch die Kombination von kinematischer und dynamischer Modellierung realistische Radaufhängungsmodelle entstehen, die sowohl für Komfort- als auch für Fahrdynamikuntersuchungen unverzichtbar sind.