Modellierung und Entwicklung eines Flurförderzeugreifenmodells als Mehrkörpersystem

Bei der Entwicklung von Flurförderzeugen spielt die dynamische Simulation anhand von Mehrkörpermodellen eine zunehmende Rolle. Ein Schlüsselelement sind dabei die Reifen, da sie durch die Übertragung von Kräften und Momenten zwischen Fahrzeug und Boden maßgeblich die Leistungsfähigkeit, die Sicherheit und den Komfort des Fahrzeugs beeinflussen. Zu diesem Zweck wird in der vorliegenden Forschungsarbeit ein neues Simulationsreifenmodell für Super-Elastik-Reifen (SE-Reifen) entwickelt. Dabei wird die SE-Reifenstruktur durch ein hinreichend genaues mechanisches Modell approximiert.
Nach dem Aufbau eines physikalischen SE-Reifenmodells wird das SE-Reifenmodell in der MKS-Software Adams/View abgebildet, wobei die Grundelemente, welche in Adams/View verfügbar sind, zur Modellierung ausreichen. Die inneren Gummischichten werden unter Verwendung von Feder-Dämpfer-Elementen in Adams/View modelliert. Als Randbedingung gilt, dass sich das Reifenmodell nur in einer Ebene bewegt. Querkräfte werden dabei durch dieses Modell nicht berücksichtigt.
Um das SE-Reifenmodell mit wenig Aufwand in eine Gesamtfahrzeugsimulation zu integrieren, wird der Modellansatz in Form von Bewegungsgleichungen in einer DLL-Datei hinterlegt. In der DLL-Datei stehen verschiedenen Routinen zur Verfügung, die unter Berücksichtigung von Eingangsparametern aus der Gesamtsimulation wie z. B der Felgenposition mit einem eigens implementierten numerischen Integrationsverfahren die Bewegungsgleichungen löst und die resultierenden Reifenkräfte und Momente an die Gesamtfahrzeugsimulation zurückgibt.
Zur Durchführung der Simulation in ADAMS/View werden die Kraft-Weg-Kennlinie, die dynamische Steifigkeits- und Dämpfungskennlinie für einzelne Feder-Dämpfer Element aus Messergebnissen bestimmt. Diese Kennlinie hängt von der Anzahl der Kontaktelemente und der Radlast sowie von der Fahrgeschwindigkeit ab und ist im SE-Reifenmodell als eine Funktion integriert.
Basierend auf den Ergebnissen der Simulationsstudie ist festzuhalten, dass das entwickelte SE-Reifenmodell in der Gesamtfahrzeugsimulation mit einem Gegengewichtsgabelstapler einsetzbar ist und die Eigenschaften des realen SE-Reifens hinreichend genau abbildet.