UM Automotive

UM Automotive

Dynamische Modellierung des Fahrzeugdesign und von Fahrzeugtests.

Das UM Automotive Modul erweitert die Universal Mechanism Basiskonfiguration und ermöglicht die Erstellung von dynamischen Design- und Testmodellen für den Fahrzeugbau. Das Modul beinhaltet Reifenmodelle, Softwaretools für Makro- und Mikroprofile von Straßen, mathematische Fahrermodelle, eine Reihe typischer Fahrmanöver sowie eine Bibliothek mit verschiedenen Aufhängungs- und Übertragungselementen.

Eigenschaften des UM Automotive Moduls

- Analyse der Dynamik und des Verhaltens unter verschiedenen Bedingungen von Fahrzeugen auf der Straße, Verbesserung der Fahrzeugleistung
- Analyse und Vorhersage der Lebensdauer von tragenden Fahrzeugelementen
- Analyse des Einflusses verschiedener Konstruktionslösungen und Parameter auf das Fahrwerks
- Animation des Fahrzeugsverhaltens, Erstellung von dynamischen Diagrammen für spezifische Indikatoren
- Analyse des Fahrzeugsverhaltens bei typischen Fahrmanövern
- Analyse der Aufhängung, der Lenkung und des Manövrierverhaltens bei einem vollständigen Fahrzeugmodell
- Simulation einer Luftfederung
- Import von Geometrien aus gängigen CAD-Paketen, STEP- und IGES-Formaten
- Möglichkeit der Berücksichtigung der Elastizität der Tragwerke.

Mit Hilfe des UM Automotive Moduls lassen sich detaillierte Modelle der Aufhängung und Lenkung eines Fahrzeugs erstellen, dynamische Fahrzeugleistungen während der Entwurfsphase analysieren und verbessern;

die Wirksamkeit verschiedener alternativer technischer Lösungen bewerten;
Fahrzeugparameter und Betriebsbedingungen einfach und schnell variieren;
Durchführung von virtuellen Tests unter verschiedenen Bedingungen und bei beliebigen Manövern.

Mit der Hilfe des UM Automotive Moduls lassen sich auch Aufgaben zur Lebensdauer von Teilen und Verbindungen lösen. Das Programm ist auch zur Erstellung von Modellen für alle Arten von Fahrzeugen
wie Autos, Lastwagen, Bussen, Autozügen, Spezialfahrzeugen anwendbar.


 
  Anwendungen
 

BelAZ

In einem gemeinsamen Projekt mit BelAZ wurden mehrere Muldenkipper-Modelle entwickelt, darunter ein Modell mit einer Nutzlast von 450 Tonnen. Für jeden Fahrzeugtyp wurden mehrere Designvarianten analysiert, Kräfte in den Strukturelementen ermittelt und die statische Kippschwelle berechnet. Die Bewegung des Muldenkippers entlang von Versuchsstrecken wurde modelliert und mit den Ergebnissen von numerischen Modellierungen und Feldversuchen mit dem Muldenkipper im Tagebau verglichen. Darüber hinaus wurden die niedrigsten Eigenfrequenzen und die entsprechenden Eigenschwingungsformen berechnet.

Модель БелАЗа 75131 с упругой рамой в УМ БелАЗ 75131

 

KamAZ

Mit Hilfe der Universal Mechanism Software wurden an der moskauer Staatlichen Technischen Universität Bauman mehrere KAMAZ-Fahrzeugmodelle, darunter der KAMAZ-6350 Mustang entwickelt. Das UM Automotive Modul wurde für Analysen des Fahrverhaltens, der Stabilität und der Bremswirkung eingesetzt.

КамАЗ-6450 при прохождении переставки КамАЗ-6450 в повороте радиусом 25 м КамАЗ-6450

 

HENDRICKSON

Für Hendrisckson Asia Pacific wurden zehn Anhängermodelle entwickelt. Das UM Automotive Modul wurde für die Erstellungs eines Modell des Anhängers zur Überprüfung der Fahrleistung in Kombination mit verschiedenen Lkw Typen erstellt. Die Fahrdynamik aller Kombinationen analysiert und die Kräfte in den Anhängerkupplungskomponenten bei typischen Fahrmanövern bestimmt.

Подвеска от Hendrickson Подвеска от Hendrickson Рессорное подвешивание грузовика

 

Tiger Spider

Mit Hilfe der Universal Mechanism Software führt Tiger Spider aus Australien eine Sicherheitsbewertung für Road Trains durch.

Jeder Lastzug wurde anhand von mehr als einem Dutzend Parametern bewertet: geometrische Leistung bei Kurvenfahrten mit kleinem Radius und niedrigen Geschwindigkeiten, geometrische Leistung und Fahrverhalten beim Halten der Fahrspur bei hohen Geschwindigkeiten.

Die ermittelten Ergebnisse der Berechnungen bilden die Grundlage für die Zulassung des Road Trains im öffentlichen Straßenverkehr.

 

Лосиный тест Геометрическое вписывание в поворот

 

  Verifizierung der Ergebnisse des UM Automotive Moduls

 

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Das Modell und die Animation des Zuges wurden von Marcus Coleman entworfen, www.tigerspider.com.au

Die Korrektheit des Rechenkerns, der verwendeten Berechnungsschemata, der mathematischen Modelle der Reifen und der Modelle anderer Leistungselemente wurde durch den Vergleich der Simulationsergebnisse einiger Test-Lkw-Modelle mit den Ergebnissen unabhängiger Forscher, die andere Simulationsprogramme für die Fahrzeugdynamik verwendeten, überprüft.

Zunächst unter der Leitung der australischen National Transport Commission (NTC) erstellte ein Forscherteam Modelle von zwei Lkw`s, einem Lkw mit Anhänger und einem Lastzug zur Simulation der Fahrzeugdynamik mit Hilfe von drei verschiedenen Software (ADAMS/CAR, Constant Velocity UMTRI Yaw/Roll Model von UMTRI und AUTOSIM).

Für jedes Fahrzeug wurden vier Tests durchgeführt: Ruckeln und Lenken bei 100 km/h sowie einen Spurwechsel bei 88 km/h und eine 90°-Kurve mit einem Radius von 11,25 m bei niedriger Geschwindigkeit (10 km/h).

Ausführliche Beschreibungen beider Lkw Modelle, aller durchgeführten Tests und die Ergebnisse der vergleichenden Modellierung im Auftrag der australische National Transport Commission (NTC) wurden auf folgender Website veröffentlicht. Zum Download klicken Sie bitte hier.

Die gleichen numerischen Experimente wurden von unseren Forschern auch mit dem Softwarepaket "Universal Mechanism" durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Studie sind hier veröffentlicht.

Der Vergleich der beiden Studien zeigt eine gute Konvergenz der Simulationsergebnissen mit den allen vier Programmen.

Eine Zusammenfassung der Simulationsergebnissen finden Sie hier.

Bericht von ADAMS/CAR, UMTRI Yaw/Roll und AUTOSIM.

 -  Bericht der Universal Mechanism Software.

 

 

 Modellbibliothek für Aufhängungen

Das UM Automotive Modul enthält eine Modellbibliothek mit Standardaufhängungen für Pkw und Lkw:

  • Längslenker-Einzelradaufhängung;
  • Doppelquerlenker;
  • Querlenker;
  • McPherson;
  • Torsionsstab;
  • Multi-Link;
  • Federaufhängungen für Lkw.

Die Modelle der Fahrzeugaufhängungen in der Bibliothek sind einheitlich parametrisiert und so gestaltet, dass es für den Benutzer so einfach wie möglich ist, ein Fahrzeugmodell mit einer Aufhängungen zu erstellen.

Die geometrischen Grundmaße und die Eigenschaften der Kraftelemente sind parametriert.

Подвеска Макферсона Подвеска на двойных поперечных рычагах
Macpherson-Aufhängung Doppelte Querlenkeraufhängung
axle Подвеска на косых рычагах
Aufhängung an den Längslenkern Aufhängung an den Querlenkern
Многорычажная подвеска Торсионая подвеска
Multilever-Aufhängung Torsionsfähige Aufhängung
 
 Modelle für Reifen


Das UM Automotive Modul enthält zwei Modelle von Kräften, die bei Fahrzeugbewegung zwischen Reifen und der Straße auftreten. Die implementierten mathematischen Reifenmodelle sind De-facto-Standards für diese Art der Berechnung und liefern bei der entsprechenden Parametrisierung Output-daten mit hoher Rechengenauigkeit. Das Modul enthält folgende Modelle für Reifen:

  • die magischer Formel
  • Fiala
  • tabellarische/experimentelle Zusammenhänge
  • FTire Model
istory Makrogeometrie

 

Instrumente zur Beschreibung des Straßenprofils - und verlaufs: Steigung, Hügel, Gefälle, Kurve usw. 

istory Mikroprofil

Instrumente zur Beschreibung des Mikroprofils der
Straßenoberfläche (Straßenunebenheiten):

  • Punktprofilzuordnung (zur Eingabe gemessener Straßenabschnitte);
  • Unebenheiten, die durch analytische Funktionen definiert sind;
  • Synthese von Unebenheiten durch Schätzung der Spektraldichte von Mikroprofilen.

Das UM Automotive Modul enthält Dateien der spektralen Leistungsdichte von Mikroprofilen und ihre jeweiligen Implementierungen für Straßen
mit verschiedenen Oberflächen:

  • Zementbeton auf festem Untergrund;
  • Asphalt in einem guten und zufriedenstellenden Zustand;
  • Kopfsteinpflaster in einem zufriedenstellenden Zustand.
istory Fahrzeugmanöver

 

Das UM Automotive Modul enthält mathematische Modelle des Fahrers und eine Reihe von typischen Fahrmanöver zur Bewertung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs:

  • Beschleunigen und Bremsen auf einer geraden Linie, Spurwechsel, Bremsen in einer Kurve, Beschleunigungsreduzierung während einer Kurvenfahrt, Lenkradruck, usw.
  • Die Analyse der Fahrzeugdynamik, anhand einer Reihe von typischen Tests (einschließlich ISO-Normen) ermöglicht es dem Entwickler sich ein Gesamtbild der dynamischen Fahrzeugeigenschaften zu verschaffen.
istory Benutzerhandbuch und Präsentation

 

Das Benutzerhandbuch und eine Präsentation für das UM Automotive Modul sind auf der Download-Seite verfügbar.