Fahrzeuge und Simulation

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Fahrzeuge und Simulation

An den Instituten für Fahrzeugsystemtechnik und für Konstruktion und CA-Techniken wird neben praxisnaher Lehre hauptsächlich für die Studiengänge Maschinenbau und Fahrzeugtechnik auch anwendungsorientierte Forschung betrieben. Neben zahlreichen Prüfständen (unter anderem auch ein Windkanal) werden 3D-Simulationen mit verschiedenen Softwarepaketen in der Strömungsmechanik und der Strukturmechanik (Crash- und Insassensimulation) durchgeführt. Darüber hinaus werden Fragestellungen der Mehrkörpersimulation und thermodynamischen Kreisprozesssimulation behandelt.

Im Institut für Informatik wird die automatisierte Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalyse von Fahrzeugen betrachtet, insbesondere durch die Entwicklung einer eigenen Modellierungssprache.

Ansprechpartner:

Institut für Konstruktion und CA-Techniken:

Prof. Ralf Voss

Institut für Informatik

Prof. Rüdiger Lunde

Aktuelle Projekte

Abgeschlossene Projekte

SmartIflow: State Machines for Automation of Reliability-related Tasks using Information FLOWs

Projektleiter: Prof. Dr. Rüdiger Lunde

Projektlaufzeit: 23.06.2014 - 23.06.2017

Projektbeschreibung:

Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die automatisierte Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalyse technischer Systeme voranzutreiben. Während heute bei der Vorhersage des intendierten Systemverhaltens komponentenorientierte Simulationstechniken zum Einsatz kommen, die Verhaltenswissen über das geplante System aus dem in Bibliotheken hinterlegten Verhaltenswissen der verbauten Komponenten automatisch erschließen, werden Untersuchungen über mögliches Fehlverhalten der Systeme immer noch vorwiegend manuell durchgeführt. Diese Vorgehensweisen sind aber mit stetig zunehmender Systemkomplexität, bedingt durch steigende Vernetzung und wachsende Softwareanteile, längst an ihre Grenzen gestoßen. Eine zentrale Herausforderung bei der Automatisierung von Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanalysen besteht in der richtigen Wahl der Abstraktionsniveaus, unter denen das System betrachtet wird. In den vergangenen 20 Jahren ist ein breites Spektrum an Repräsentationsformalismen und Inferenzmethoden entwickelt worden. Sie lassen sich grob in die Kategorien Failure Logic Modelling (reine Fehler- und Fehlerfortpflanzungsmodellierung auf hohem Abstraktionsniveau) und Failure Injection (Anreicherung eines physikalischen Modells um Beschreibungen von Fehlerzuständen auf geringem Abstraktionsniveau) unterteilen. Ein weiteres Unterscheidungskriterium bei komponentenorientierten Modellierungsansätzen ist die Art der Verbindungsmodellierung: Gerichtet (z.B. Simulink) und ungerichtet (z.B. Simscape).

Konkret wird in diesem Projekt ein Modellierungsformalismus entwickelt und erprobt, der Komponenten als endliche Automaten betrachtet. Neu an diesem Ansatz ist eine spezielle Modellierung des Informationsaustausches zwischen den Komponenten auf hohem Abstraktionsniveau, die abstrahierte physikalische Flussberechnungen einschließt und so mit der Umkehr von Kausalitätsbeziehungen in Fehlerfällen zurechtkommt. Anders als bei reinen Simulationsansätzen soll mit Hilfe eines RMS (Reason Maintenance System) zielgerichtete Suche nach möglichen Ursachen für bestimmtes ungewolltes System-Fehlverhalten unterstützt werden. Untersucht wird die Tragfähigkeit des Ansatzes insbesondere für Sicherheitsanalysen in frühen Phasen einer Produktentwicklung sowie seine Integrationsfähigkeit in bestehende Entwicklungsprozesse.

Veröffentlichungen

AUTOMOTIVE SOFTWARE

Philipp Hönig, Rüdiger Lunde, Florian Holzapfel: Formal Verification of Technical Systems Using smartIflow and CTL, Proceedings of the 2nd International Conference on Applications in Information Tech- nology (ICAIT-2016), Anzahl Seiten: 4, The University of Aizu Press, Aizu, Japan, 2016,http://web-ext.u-aizu.ac.jp/labs/is-se/conference proceedings/icait-16/icait-16-paper- 21.pdf
Philipp Hönig, Rüdiger Lunde, Florian Holzapfel: Model Based Safety Analysis with smartIflow, Information, Volume 8, Issue 1, 2017, MDPI, http://www.mdpi.com/2078-2489/8/1/7

FERTIGUNGSTECHNIK

Lückemeyer, L., Voß, R.: Probabilistische Bewertung der Lebensdauer von Dampfturbinen-Komponenten. DVM Tagung "Zuverlässigkeit und Probabilistik", München, 29.-30.Okt. 2014.
Voß, R., Almstedt, H.: Probabilistic assessment of the creep damage at the surface of steam turbine rotor shafts. 7. Dresdner- Probabilistik Workshop, München, 08.-09.Okt. 2014.
Voß, R., Wartzack, S.:. Fertigungsprozessorientierte Toleranzanalyse – Ein Ansatz am Beispiel der Zylinderkopfentwicklung. ZWF – Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb, 06(107):432-436, 2012.
Voß, R.: Toleranzanalyse komplexer Gussbauteile mittels stochastischer Simulation der Fertigungseinflüsse. Epubli GmbH Berlin, 2012. ISBN 978-3-8442-1865-7.
Voß, R., Meerkamm, H., Wartzack, S.: Manufacturing Process Driven Tolerance Analysis of Casting Parts. In NordDesign, Göteborg, Sweden, 25-27.Aug. 2010.

STRUKTURMECHANIK UND AKUSTIK

Falkenberger, S.: Optimierung der Berechnung der Schallabstrahlung von Getriebegehäusen: experimentelle und analytische Untersuchungen zur Geräuschentwicklung von Fahrzeug-Schaltgetrieben; Dissertation 2018; Technische Univeristät Ilmenau zs. mit Hochschule Ulm
Werner, D., Falkenberger, S., Neher, J., Graf, B., Wender, B.; Calculation of the sound radiation of gearboxes; European Altair Technology Conference; Frankenthal, 26.06.2017
Falkenberger, S., Werner, D., Neher, J., Graf, B., Wender, B.; Validation of the measured and calculated dynamic bearing forces in gearboxes concerning the sound radiation of gearboxes;Proceedings of the International CAE-Conference Parma, 17.-18.10. 2016
Falkenberger, S., Werner, D., Neher, J., Graf, B., Wender, B.; Sound radiation of gearboxes – Investigation of the measured and calculated dynamic bearing force in gearboxes;Proceedings of the International Conference on Noise and Vibration Engineering (ISMA) Leuven, 19.-21.09.2016
Falkenberger, S., Werner, D., Neher, J., Graf, B., Wender, B.; Validation of the measured and calculated dynamic bearing forces in gearboxes concerning the sound radiation of gearboxes; RecurDyn Technology Days 2016 München, 27.04.2016
Falkenberger S., Neher J., Graf B., Wender B.; Experimental and computational studies of the sound radiation of gearboxes;ICEDyn2015 Lagos (Portugal), 22.-24.06.2015
Falkenberger S., Neher J., Graf B., Wender B.; Rechnerische und experimentelle Untersuchungen der Geräuschentwicklung und der Schallabstrahlung bei Getriebegehäusen.; Forschungsreport für den Maschinenbau in Baden-Württemberg, WS2013/14.
Neher J., Graf B., Falkenberger S., Wender B.; Sound radiation simulation methods for gearboxes – with a special focus on ribs.; ISMA 2012 an der Katholieke Universiteit Leuven (Belgium), 17.-19.09.2012
Löfflad, J.; Eissner, M.; Graf, B.; Strain gauge Measurements of rotating parts with telemetry;IGHEM 2012 Trondheim (Norway); 27. - 30.06.2012
Neher, J.; Graf, B.; Wender, B.;Simulation methods for the sound radiation of gearboxes.; PERMAS User´s Conference, Heidelberg, 26.-27. April 2012
D'Amico, R.; Neher, J.; Wender, B.; Pierini, M.; On the improvement of the solution accuracy for exterior acoustic problems with BEM and FMBEM.; Engineering Analysis with Boundary Elements 36 (2012), S. 1104-1115
Neher, J.: Rechnerische und eperimentelle Untersuchungen der Schallabstrahlung bei Fahrzeuggetrieben. Dissertation 2011, Technische Universität Ilmenau zs. mit Hochschule Ulm
Graf, B.; Chen, L.; Acoustic Fluid-Structural Interaction Method for Modal Analysis with Experimental Results of a Hydraulic Prototype Turbine Runner in Water; 36th MPA-Seminar Stuttgart; 07.10.2010
Neher, J.; Wender, B.;V alidated modelling of joints for the sound radiation simulation of gearboxes; ISMA 2010 an der Katholieke Universiteit Leuven (Belgium), 20.-22.09.2010
Neher, J.; Wender, B.; Simulated Gearbox Noise; NVC 2010, Universiti Kebangsaan Malaysia, Putrajaya, Malaysia, 28.-30.06.2010
Neher, J.; Wender, B.; Modelling of bolted joints for the simulation of the sound radiation; The Sixteenth International Congress on Sound and Vibration (ICSV16), Krakow, 5.-9.7.2009
Husung, S., Neher, J.; Gramstat, S., Weber, C., Wender, B., Augsburg, K.: Auralisierung simulierter akustischer Eigenschaften eines Hinterachsgetriebes unter Nutzung von VR; 8. Paderborner Workshop Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung, 29.5.2009
Graf, B.; Neher, J.; Wender, B.; Frequenzspezifische Parameterstudien zur Reduzierung der Schallabstrahlung von Getriebegehäusen; Maschinenakustik 2008 in Böblingen, VDI-Berichte 2052
Graf, B.: Validierung von Methoden zur Berechnung und Reduzierung der Schallabstrahlung von Getriebegehäusen; Dissertation, 2007, TU Ilmenau zs. mit Hochschule Ulm
Graf, B.; Wender B.; Quantitative evaluation of the sound radiation calculation chain of gearbox housings; Vortrag bei der International Conference on Sound and Vibration ICSV12 am 12.07.2005 in Lissabon (Portugal)
Graf, B.; Wender B.; Mehrstufiges Model-Updating zur Evaluierung der Schallabstrahlungsberechnung an einem Prinzip - Getriebegehäuse; Vortrag auf dem 22. CADFEM User's Meeting 2004 am 11.11.2004 in Dresden
Graf, B.; Wender B.; Multi level model updating for the evaluation and the optimisation of the sound radiation calculation of a principle gearbox housing; Vortrag an der ISMA 2004 am 20.09.2004 an der Katholieke Universiteit Leuven (Belgium)
Graf, B.; Wender B.; Schwingungen und Schallabstrahlung von Gehäusestrukturen - Ermittlung und Reduktion; Vortrag am Fachgebietskolloquium Kraftfahrzeugtechnik VDI Arbeitskreis Fahrzeugtechnik am 03.06.2003 an der Technischen Universität Ilmenau

Kontakt

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Raum: A305a
Prittwitzstraße 10
89075 Ulm
Fon: +49 (0)731 50-28154
Mail: IAF@thu.de

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