Der Stellenwert der Berechnung in Industrie sowie in Lehre und Forschung

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Der Stellenwert der Berechnung in Industrie sowie in Lehre und Forschung

Wallentowitz, H. / Janowitz, T.

Mit dem Einsatz der Computersimulation bei der Produktentwicklung änderte sich auch das Berufsbild des Kfz-Ingenieurs, was die Hochschulen als Ausbilder des Ingenieurnachwuchses zu berücksichtigen haben. Am Institut für Kraftfahrwesen (ika) wird bereits seit vielen Jahren Simulationstechnik in den Bereichen Längsdynamik (inkl. Verkehrsflußsimulation), Quer- und Vertikaldynamik, Karosserie und Akustik sowohl in der täglichen Projektarbeit als auch in der Lehre eingesetzt. Vorgestellt werden Beispiele der Forschungsarbeit und der studentischen Ausbildung aus diesen Bereichen. Schon frühzeitig war am ika das Programmpaket STAR zur Auslegung von Antriebssträngen entwickelt worden, mit dessen Hilfe sich entsprechende längsdynamische Modelle aufstellen und berechnen ließen. Das Programm STAR war modular aufgebaut, das heißt jeder mechanischen Komponente entsprach ein bestimmtes Teilmodell. In gewisser Weise war STAR bereits ein Vorläufer der modernen MKS-Programme (MKS = Mehrkörpersystem). Bei MKS-Modellen wird ein Fahrzeug durch einzelne Massen dargestellt, die durch Federn, Dämpfer und Gelenke gekoppelt sind. Ein spezielles Programm zur Verkehrsflußsimulation ist das in Zusammenarbeit mit BMW entwickelte PELOPS (Programm zur Entwicklung längsdynamischer mikroskopischer Verkehrsprozesse in systemrelevanter Umgebung). Zur Quer- und Vertikaldynamik werden mit dem Einspur-Fahrzeugmodell vorlesungsbegleitend einige Simulationen in MATLAB/SIMULINK durchgeführt, an denen die Studenten z.B. Parametervariationen und Reglerentwürfe durchführen können. Im Karosseriebereich des ika besteht eine besonders enge Verknüpfung von CAD und Berechnungsmethoden der FEM (Finite Elemente Methode). Hinsichtlich der Lärmemissionen wurde in Zusammenarbeit mit der Ford Werke AG, Köln, das Simulationsprogramm SILENCE entwickelt, mit dem bereits in einer frühen Entwicklungsphase Außengeräuschpegel von Kfz vorausberechnet werden können.