Rollgeräuschanalysen mit ADAMS Adams User Meeting 2011 Unterschleißheim, München Josef Rigler AUDI AG, I/EG-31,

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1 Rollgeräuschanalysen mit ADAMS Adams User Meeting 2011 Unterschleißheim, München Josef Rigler AUDI AG, I/EG-31,

2 Gliederung Entstehung Rollgeräusch Modellerweiterungen für Rollgeräuschanalysen - flexibler Dämpfer - flexible Feder - flexibler Reifen (Strukturdynamikreifen) Analysen 2 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

3 Rollgeräusch - Entstehung Anteil des Fahrgeräusches (neben Antriebs- und Windgeräuschen) Im Geschwindigkeitsbereich km/h dominant ca. 70% Eintrag über die Vorderachse (keine Achsträgerlagerung als Doppelisolierung) Übertragung durch Luft- und Körperschall (über Fahrwerk) zum Fahrerohr Reifenverhalten - bis 30Hz wie Feder - zwischen 30 und 250Hz liegen die Eigenfrequenzen des Reifens - oberhalb von 250Hz treten lokale Schwingungen auf Pegel Profilschwingungen Air-Pumping Frequenz Hz Strukturübertragung Eigenschwingungen Torusresonanz Luftschallübertragung 3 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

4 Entstehung Rollgeräusch Modellerweiterungen für Rollgeräuschanalysen - flexibler Dämpfer - flexible Feder - flexibler Reifen (Strukturdynamikreifen) Analysen 4 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

5 Modellierung Stahlfeder mit Adams/Autoflex Command-File r-phi-z Mittellinie 174.4mm Drahtdurchmesser: Federlänge: rad_mm phi_deg z_mm (liest r-phi-z -File ein, generiert Marker, schreibt und liest das afi-file...) Marker afi-datei [MDI_HEADER] [UNITS] [GEOMETRY] [GEOMETRY_SECTION] [GEOMETRY_CENTERLINE] [GEOMETRY_CENTERLINE_PROPS] [MESH] [MATERIAL] [ATTACHMENT_GEOM] [ATTACHMENT_MAP] [AVIEW_DATA] [AVIEW_ATTACHMENTS] [AVIEW_CENTERLINE] Feder entspannt oder in Einbaublage modelliert *.mnf 12 elast. Moden bis ca. 300Hz Autoflex-Oberfläche Apply-Button + *.bdf *.dat eingelesene afi-datei füllt Oberfläche 5 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

6 Modellierung Anbindung Stahlfeder Anbindung aus Autoflex Modifizierte Anbindung Anbindung am letzten Kontaktpunkt Ausblick: Anbindung durch Kontaktformulierung Animation 6 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

7 Modellierung Dämpfer & -bein (Zusammenbauten) flex. Kolbenstange Dichtungs- und Führungspaket Federteller Dämpfer starr flex. inneres Rohr flex. äußeres Rohr Kolben Bodenventil Dämpfer flex Modellerstellung und Einbau mittels Command-File direkt in das Achsmodell Ein-, Um- und Ausbau in beliebiger Reihenfolge möglich Massedaten werden immer konsistent gehalten Dämpferlager unten und oben schaltbar (kinematisch, teilelastisch, elastisch) 7 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

8 Strukturdynamikreifenmodell Workflow Reifenquerschnitt Abaqus Adams - Testrig Adams-Rollgeräuschmodell Parameteridentifikation (OPTIMUS ) Reifenmessungen Seitenwand Rebar-Elemente Laufstreifen Fluid Gürtel Reifenquerschnitt und dyn. Reifenmessung bilden die Grundlagen für das Abaqus-Reifenmodell In Abaqus erfolgen auch Analysen mit drehendem Rad Ein lineares Modell des stehenden Reifens wird als mnf-file für Adams aus Abaqus exportiert - Reifen - Reifen mit Felge - Reifen mit Felge und Fluid - Reifen mit Felgenbett und Fluid Dämpfungen der einzelnen Moden werden in einer Adams-Optimierung am fiktiven Reifenprüfstand angepasst 8 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

9 Vorderachsmodell vorne links vollständig flexibel Modell in der VA lire00 lire10 lire01 lire11...biegung Gelenkwelle Modell im GesFzg mit flex. Karosserie 9 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

10 Rechenzeiten Adams/Vibration Analyse 5-250Hz (1Hz Schritte) 4Prozessor Workstation x86_64 mit Linux RedHat Sek. Minuten Faktor Achse einseitig vollständig flexibel 15s 0.25min 1.0 Achse beidseitig vollst. flex. 90s 1.50min 6.0 Achse einseitig flex. mit flex. Kar. 140s 2.33min 9.3 Achse beidseitig flex. mit flex. Kar. 488s 8.13min J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

11 Entstehung Rollgeräusch Modellerweiterungen für Rollgeräuschanalysen - flexibler Dämpfer - flexible Feder - flexibler Reifen (Strukturdynamikreifen) Analysen 11 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

12 Modell; Einfluss Stahlfeder Modell: Input: Output: Sim.-zeit: 5-Lenker-VA, links flexibel, rechts starr Sweep mit konst. Amplitude des Stempels Summe der eingeleiteten Kräfte in die Karosserie 15s Einfluss Feder mit Feder ohne Feder Einfluss Federdimension 1. Federmode Ø15.98mm Ø13.16mm Ø14.64mm 2. Federmode Bereiche der Resonanzen für weiche, mittlere und harte Feder 12 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

13 Einfluss-Analysen: Flexibler Dämpfer Flexibilität Dämpfer flexibel starr flexibel starr Relativ geringer Einfluss des flex. Dämpferbeins ab ca. 80Hz Dämpfer blockiert frei blockiert Viskose Dämpfung reicht, um den Dämpfer ab 60Hz zu blockieren 13 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

14 Einfluss-Analysen: Strukturdynamikreifen mit Fluid Eingeleitete Kräfte Torusmoden: 182Hz flexibel mit Fluid starr flexibel ohne Fluid 186Hz z-radbeschleunigung flexibel ohne Fluid starr Großer Einfluss auf die Amplituden im 200Hz Bereich Überhöhung durch die erste Vertikalmode des flex. Reifens bei ca. 90Hz 14 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

15 Einfluss-Analysen: flexible Karosserie und beidseits flex. Achse flexible Karosserie starrer Achsbock flexible Karosserie beidseitig flex. Achse flex. Achse li & re flex. Achse li Stabilisator ohne Stabi mit Stabi 15 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

16 Fazit Einfluss der flexiblen Feder sowie der Flexibilität des Dämpfers auf den 200Hz Bereich gering (Einfluss auf lokale Krafteinleitungspunkte schon vorhanden) Einfluss des Strukturdynamikreifens ist erheblich (Analysen zur 200Hz-Problematik sind jedoch auch ohne möglich) Kurze Rechenzeiten ideal zum Verständnisrechnen Ausblick: Simulation mit gemessenen Radnabenkräften Berechnung des Innengeräuschs mit Hilfe von gemessenen Empfindlichkeiten Modellierung VA-Luftfeder und Hinterachse 17 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,

17 Vielen Dank. 18 J. Rigler, Rollgeräuschanalysen mit ADAMS, Adams User Meeting 2011 in Unterschleißheim bei München,