Masterarbeit

Modellbildung für Elastomerlager in der Mehrkörpersimulation

Fraunhofer LBF / 20.9.2016

Für Studierende der Studienrichtungen Maschinenbau, Computational Engineering, Mechatronik und fachverwandter Studiengänge: Das Ziel der Arbeit besteht im Vergleich der Modellansätze sowie der Simulationsgüte ausgewählter, am Markt verfügbarer Simulationsmodelle für konventionelle Elastomerlager und Hydrolager einschließlich der Gegenüberstellung zu einem am Fraunhofer LBF entwickelten Lagermodell.

Motivation

In dynamischen Mehrkörpersystemen bilden elastische Elemente wesentliche Verbindungen zwischen Körpern ab. In Form von Elastomerlagern haben diese ein sehr komplexes, oft signifikant nichtlineares und frequenzabhängiges Verhalten. Damit haben diese Elemente einen deutlichen Einfluss auf das Systemverhalten, wodurch sie in den vergangenen Jahren immer stärker in den Fokus der Forschung und Entwicklung rückten. Die für die Entwicklung erforderlichen Simulationsmodelle haben damit ebenfalls einen signifikanten Anteil an der Güte der Simulationsergebnisse. Die Komplexität und die Anforderungen an die Simulationsgüte spiegeln sich in unterschiedlichen Ansätzen zur Modellbildung wieder. Im Rahmen der Arbeit sollen verschiedene, derzeit verfügbare Modellansätze für Elastomerlager hinsichtlich Modellaufbau, Parametrierung und Simulationsgüte analysiert und bewertet, sowie Limitationen und Potentiale für eine weitere Verbesserung der Modellierungsansätze erarbeitet werden.

Aufgabenbeschreibung

Das Ziel der Arbeit besteht im Vergleich der Modellansätze sowie der Simulationsgüte ausgewählter, am Markt verfügbarer Simulationsmodelle für konventionelle Elastomerlager und Hydrolager einschließlich der Gegenüberstellung zu einem am Fraunhofer LBF entwickelten Lagermodell. Die erreichbare Simulationsgüte ist hinsichtlich unterschiedlicher Kriterien (z.B. Nichtlinearität, Frequenzabhängigkeit, Amplitudenabhängigkeit usw.) darzustellen und in Bezug auf Potentiale und Limitationen zu bewerten. Darüber hinaus sollen mögliche alternative Ansätze für diese Lager in der Literatur recherchiert und ggf. Ideen zur Einschränkung bzw. Ver-meidung bestehender Limitationen abgeleitet werden. Die Aufgabe erfordert neben der grundlegenden Einar-beitung in die Thematik der Elastomerlagermodelle sowie die Mehrkörpersimulationssoftware MSC.ADAMS zur Simulation des Gesamtsystems auch den Aufbau von Validierungsmodellen in der Mehrkörpersimulation, die Durchführung der Modellparametrierungen für die unterschiedlichen Modellansätze sowie die Durchführ-ung der Simulationen und die Analyse der Ergebnisse. Darüber hinaus soll der Einfluss einzelner Modellbe-standteile auf die Simulationsgüte analysiert sowie die Sensitivität der Modellparameter betrachtet und daraus Anforderungen an die Güte der Modellcharakterisierung abgeleitet werden.

Voraussetzungen

Dieses Thema ist für Studierende der Studienrichtungen Maschinenbau, Computational Engineering, Mechatronik und fachverwandte Studiengänge mit grundlegenden Kenntnissen in der Simulation und Programmierung und einem ausgeprägten mathematisch-analytischem Verständnis geeignet. Vom Studierenden werden Engagement und Lernbereitschaft erwartet.