Effiziente Berechnung des instationären Rollkontaktes von Reifen

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Stationäre Reifenmodelle verlieren ihre Genauigkeit, wenn die Bewegung des Reifens oszillierende Anteile mit höheren Frequenzen enthält. Ein Berechnungsverfahren zur Behandlung von transienten Rollkontaktproblemen am Beispiel des Kontaktes Reifen/Straße soll entwickelt werden. Die modale Beschreibung von linear viskoelastischen Körpern führt auf eine wesentliche Reduzierung der Freiheitsgrade und somit zu einer Verkleinerung des numerischen Problems. Die Modellierung des vorbelasteten, rotierenden Reifens auf der Basis eines linear viskoelastischen Materialverhaltens für kleine Verformungen und einer anschließenden Eigenwertanalyse sind die Grundlage für die dynamische Beschreibung des Reifens. Das instationäre Rollkontaktproblem soll mit Hilfe des erweiterten Punktkontaktmodells behandelt werden. Das Punktkontaktmodell erlaubt eine relativ schnelle Berechnung der generalisierten Kontaktkräfte für die räumliche Bewegung des Reifens. Ein schneller Algorithmus zur Berechnung der Temperaturverteilung und der Kontaktkräfte für instationäres Rollen soll entwickelt werden. Dieser Algorithmus soll allgemein in MKS-Programmen einsetzbar sein. Das so entwickelte instationäre Rollkontaktmodell soll experimentell mit Hilfe einer mobilen Messeinrichtung überprüft werden. Das instationäre Reifenverhalten soll durch Filterfunktionen, die dem stationären Modell aufgeschaltet sind, näherungsweise erfasst werden. Die Güte der Filter soll durch Vergleiche mit dem genaueren Berechnungsverfahren auf der Basis des erweiterten Punktkontaktmodells beurteilt werden.