Dynamische Simulation von Wälzlagern im Mehrkörpersystem eines Kurbeltriebs als Grundlage motorakustischer Analysen:
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INHALT
1 EINLEITUNG UND AUFGABENSTELLUNG 1
2 STAND DER TECHNIK 3
2.1 WAELZGELAGERTE KURBELTRIEBE 3
2.1.1 POTENZIAL ZUR REIBUNGSREDUKTION 3
2.1.2 KONSTRUKTIVE KONZEPTE 5
2.1.3 AKUSTIK 7
2.2 DYNAMISCHE SIMULATION WAELZGELAGERTER KURBELTRIEBE 9
2.2.1 SIMULATION DER KURBELTRIEBSDYNAMIK 10
2.2.2 SIMULATION DER WAELZLAGERDYNAMIK 11
3 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 13
3.1 GRUNDLAGEN DER WAELZLAGERBERECHNUNG 13
3.1.1 GEOMETRISCHE UND KINEMATISCHE VERHAELTNISSE 13
3.1.2 ELASTISCHE VERFORMUNG IM WAELZKONTAKT 15
3.1.3 REIBUNG UND SCHMIERUNG 17
3.1.4 DAEMPFUNG 20
3.2 GRUNDLAGEN DER GERAEUSCHENTSTEHUNG 21
3.2.1 ANREGUNGS- UND UEBERTRAGUNGSVERHALTEN DES WAELZLAGERS 21
3.2.2 GERAEUSCHENTSTEHUNG IM VERBRENNUNGSMOTOR 24
3.3 GRUNDLAGEN DER DYNAMISCHEN SIMULATION 29
3.3.1 DYNAMIK VON MEHRKOERPERSYSTEMEN 29
3.3.2 BERUECKSICHTIGUNG DER STRUKTURDYNAMIK 32
4 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 38
4.1 SPEZIFIKATION DES VERSUCHSTRAEGERS 38
4.1.1 SPEZIFIKATION DES VERBRENNUNGSMOTORS 38
4.1.2 SPEZIFIKATION DER KURBELWELLENHAUPTLAGER 39
4.2 MESSAUFBAU 40
4.2.1 AUFBAU DES VERSUCHSTRAEGERS 40
4.2.2 MESSGROESSEN UND BETRIEBSZUSTAENDE 41
4.3 AKUSTISCHE BASISMESSUNGEN 41
4.3.1 LUFTSCHALLMESSUNGEN 42
4.3.2 KOERPERSCHALLMESSUNGEN 44
4.4 AKUSTISCHE VARIANTENMESSUNGEN 46
4.4.1 EINFLUSSDES LAGERKONZEPTES 46
4.4.2 EINFLUSS DES LAGERSPIELS 48
4.4.3 EINFLUSS DES WAELZLAGERTYPS 50
5 ENTWICKLUNG DES WAELZLAGERMODELLS 53
5.1 MODELLANSATZ ZUR WAELZLAGERSIMULATION 53
5.1.1 DYNAMISCHE WAELZLAGERSIMULATION 53
5.1.2 GEWAEHLTER MODELLANSATZ 55
5.2 MODELLBILDUNG DES WAELZKONTAKTS 56
5.2.1 RANDSCHICHTMODELL 56
5.2.2 KONTAKTGEOMETRIEN UND KOLLISIONSERKENNUNG 58
5.2.3 BERECHNUNG DER KONTAKTKRAEFTE 59
5.3 MODELLBILDUNG DER LAGERKOMPONENTEN 62
5.3.1 LAGERRINGE UND WAELZKOERPER 62
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JJ INHALT
5.3.2 LAGERKAEFIG 63
5.4 MODELLFUNKTIONALITAETEN 64
5.4.1 MAKROBASIERTER PARAMETRISCHER MODELLAUFBAU 64
5.4.2 KOMMUNIKATORIK ZUR EINBINDUNG IN DAS KURBELTRIEBSMODELL 64
6 MODELLBILDUNG DES KURBELTRIEBS 65
6.1 DEFINITION DER SYSTEMGRENZEN 65
6.2 AUFBAU UND EIGENSCHAFTEN DER FE-STRUKTURMODELLE 66
6.2.1 AUFBAU DER MODELLKOMPONENTEN 66
6.2.2 VALIDIERUNG MIT HILFE DER MODALANALYSE 69
6.3 AUFBAU UND EIGENSCHAFTEN DES MKS-KURBELTRIEBSMODELLS 71
6.3.1 GEHAEUSE- UND KURBELTRIEBSKOMPONENTEN 71
6.3.2 LAGERUNGEN 72
6.3.3 PERIPHERIE 73
6.4 AEUSSERE ANREGUNGEN 74
7 SIMULATION UND VALIDIERUNG 75
7.1 DYNAMIK DES WAELZLAGERS 75
7.1.1 STATISCHES LAGERVERHALTEN 75
7.1.2 DYNAMISCHES LAGERVERHALTEN 77
7.2 GLOBALE DYNAMIK DES KURBELTRIEBS 80
7.2.1 DREHUNGLEICHFOERMIGKEIT 81
7.2.2 SCHWINGUNGEN DES SYSTEMS KURBELWELLE/SCHWUNGRAD 81
7.3 LOKALE DYNAMIK - HAUPTLAGERREAKTIONEN 83
7.3.1 HAUPTLAGERREAKTIONSKRAEFTE UND VERLAGERUNGSBAHNEN 83
7.3.2 HAUPTLAGERBESCHLEUNIGUNGEN 86
7.4 SCHWINGUNGSVERHALTEN DER MOTORSTRUKTUR 89
8 VARIANTENRECHNUNGEN 92
8.1 VARIATION DER KURBELWELLENLAGERUNG 92
8.1.1 REINE GLEITLAGERUNG DER KURBELWELLE 92
8.1.2 VARIATION DES WAELZLAGERSPIELS 94
8.1.3 VARIATION DES WAELZLAGERWERKSTOFFS 96
8.2 VARIATION DER KURBELWELLE 98
8.2.1 VARIATION DER KURBELWELLENSTEIFIGKEIT 98
9 ZUSAMMENFASSUNG 100
10 ANHANG 103
10.1 FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN 103
10.2 ERGAENZUNGEN ZU *STAND DER TECHNIK 108
10.3 ERGAENZUNGEN ZU *THEORETISCHE GRUNDLAGEN 109
10.4 ERGAENZUNGEN ZU *EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 118
10.5 ERGAENZUNGEN ZU *ENTWICKLUNG DES WAELZLAGERMODELLS 121
10.6 ERGAENZUNGEN ZU *SIMULATION UND VALIDIERUNG 122
11 LITERATUR 123
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