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Systemsimulation

Simulationsmodelle mobiler Arbeitsmaschinen automatisch generieren

| Autor/ Redakteur: Dr.-Ing. Manuel Bös, Christoph Rettenwender M.Sc. / Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Eine durchgängige Werkzeugkette ermöglicht es Liebherr, bereits in frühen Phasen der Produktentstehung von Radladern eine gesamtheitliche Abstimmung zu erarbeiten.

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Der Radladermarkt zeichnet sich durch eine sehr hohe Vielfalt von Teilsystemlösungen aus. Moderne Simulationsmethoden helfen, eine optimale Gesamtabstimmung zu erreichen und unnötige Entwicklungsschleifen zu vermeiden.
Der Radladermarkt zeichnet sich durch eine sehr hohe Vielfalt von Teilsystemlösungen aus. Moderne Simulationsmethoden helfen, eine optimale Gesamtabstimmung zu erreichen und unnötige Entwicklungsschleifen zu vermeiden.
(Bild: Liebherr)

Insbesondere der Radladermarkt zeichnet sich durch eine sehr hohe Vielfalt an Teilsystemlösungen aus. Unterschiedlichste Antriebssysteme, Lenk- und Pendelkonzepte sowie Schwingungssysteme (Sitz- und Kabinenfederung, Fahrschwingungstilgung) sind in beliebigen Kombinationen anzutreffen. In der mit hohen Gestaltungsfreiheiten versehenen Entwicklung neuer Fahrzeugkonzepte muss dabei beachtet werden, dass jede dieser Teilsystementscheidungen potenziell Einflüsse auf verschiedenste Facetten des Gesamtfahrzeugverhaltens mit sich bringt, beispielsweise in den Domänen Schwingungskomfort, Fahrdynamik oder Kippsicherheit. Zusätzlich zu direkten Einflüssen bestehen umfangreiche Interaktionen der einzelnen Teilsysteme, womit eine gesamtheitliche Betrachtung und Abstimmung notwendig wird.

Simulationsbasierter Entwicklungsprozess

Um dieser Aufgabenstellung vor dem Hintergrund stetig steigender Kundenanforderungen zu begegnen, wurde in der Liebherr-Radladerentwicklung ein neuartiger, simulationsbasierter Entwicklungsprozess etabliert. Dieser erlaubt es, Einflüsse beliebiger Teilsystemvarianten und -parameter auf das globale, dynamische Fahrzeugverhalten ganzheitlich und hochautomatisiert bereits in frühen Phasen des Produktentwicklungsprozesses zu bewerten. Zusätzlich zum Einsatz in der Entwurfsphase kann der Prozess dabei auch konstruktionsbegleitend in Form eines kontinuierlichen Validierungswerkzeuges eingesetzt werden. [1]

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Validiertes Fahrzeugmodell als Basis

Die Basis bildet ein validiertes Gesamtfahrzeugmodell eines Radladers - eine Co-Simulation zwischen ITI Simulation-X und Cosin F Tire - welches alle notwendigen Teilsysteme beinhaltet und die betrachteten Eigenschaften des Realfahrzeugs hinreichend genau abbildet. Mithilfe einer automatisierten Fahrmanöversteuerung und Datenauswertung kann dabei das Fahrzeugverhalten nach beliebiger Modifikation des Modells ganzheitlich quantifiziert werden. In der Entstehungsphase dieses Prozesses wurde hierzu ein bestehender Radlader modelliert und mit umfangreichen Messdaten des Realfahrzeugs abgeglichen. Abbildung 1 zeigt das verwendete Radladermodell und beispielshaft einige der automatisiert erstellten Visualisierungen nach Absolvieren definierter Fahrmanöver.

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