Die heutige Automobilentwicklung ist mehr denn je geprägt durch einen stetig härter werdenden Wettbewerb. Kürzere Markteinführungszeiten mit hohem Kostendruck, bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an Qualität, Mehrleistung, Sicherheit und Fahrkomfort stehen dabei im Konflikt mit der ebenfalls angestrebten Gewichtsreduzierung zur Senkung der Emissionen und des Kraftstoffverbrauchs. Die Aufgabe der Entwicklungsingenieure im Automobilbau besteht darin, die Bauteile eines Fahrzeugs mit Hilfe der Betriebsfestigkeit so zu dimensionieren, dass bei minimalem Bauteilgewicht während der Nutzungsdauer ein Versagen mit definierter statistischer Sicherheit ausgeschlossen werden kann. In der Antriebsstrangentwicklung wird diesbezüglich zwischen normalen Belastungen, hohen Belastungen und Extrembelastungen unterschieden. Während die im Kundenbetrieb auftretenden normalen und hohen Belastungen sehr gut bekannt und vorhersagbar sind, benötigen die Extrem- bzw. Missbrauchbelastungen ein besonderes Augenmerk. So kommt es, dass der Entwicklungsprozess neuer Fahrzeuggenerationen mehr den je durch den Einsatz numerischer Simulationsmethoden geprägt wird. Die in dieser Arbeit entwickelte modulare Simulationsumgebung leistet durch die zuverlässige Simulation der Missbrauchbelastungen einen Beitrag zur Verkürzung des Entwicklungsprozesses von manuellen Handschaltgetrieben und erlaubt das Ausschöpfen von Leichtbaupotentialen im gesamten Antriebsstrang. Die Grundlage für die Validierung der in der Simulationsumgebung abgebildeten Simulationsmodelle bilden dabei Messdaten, die mit innovativen Messmethoden durch Fahrzeugversuche aufgezeichnet wurden. Mit Hilfe der Simulationsmodelle wird der Einfluss von Parametern aus dem System Mensch-Maschine-Umwelt auf die Missbrauchbelastungen untersucht und anhand von Vergleichskennzahlen beurteilt. Die Variantenrechnungen werden dabei mit drei verschiedenen Fahrzeug- bzw. Triebstrangkonzepten und vier verschiedenen kundenrelevanten Missbrauchmanövern durchgeführt. Weiterhin wird die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen vorgestellt, durch die auch in einer späten Phase des Entwicklungsprozesses noch eine Reduzierung von zu hohen Missbrauchbelastungen erreicht werden kann.

Today's automotive development is more than ever shaped by an ever-fiercer competition. Faster time to market and higher cost pressures, combined with increasing demands for quality, increased efficiency, safety and comfort while standing in conflict with the equally desired weight reduction to reduce emissions and fuel consumption. The task of development engineers in the automotive industry is to dimension the components of a vehicle with the help of fatigue strength, so that with minimum component weight during machine life a failure with a defined statistical confidence can be excluded. The drivetrain development in this regard distinguishes between normal loads, heavy loads and extreme loads. While appearing in customer handling normal and high loads are well-known and predictable, whereas extreme and misuse loads require special attention. So it happens that the development of new generations of vehicles to be ever more dominated by the use of numerical simulation methods. This study developed a modular simulation environment which provides the reliable simulation of misuse loads. This contributes to shorten the development process of manual transmissions and allows exploiting potentials of lightweight construction in the entire drivetrain. The baseline for the validation of the simulation models in the simulation environment are measurements, recorded with some innovative methods through vehicle testing. With the help of simulation models, the influence of parameters of the human-machine-environment system will be tested for misuse loads and assessed in terms of key comparison figures. The variant calculations are carried out with three different vehicle respectively drivetrain concepts and four different customer-relevant misuse manoeuvres. Furthermore, the effectiveness of protective measures is presented in order to reduce too high misuse loads at a late stage of the development process.