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Die vorliegende Arbeit beschreibt die Herangehensweise bei der Entwicklung und Konstruktion des Antriebes und der Radführung für ein führerloses Transportfahrzeug. Die Ergebnisse stellen die Grundlage für ein Transportfahrzeug, welches im Außenbereich betrieben werden soll, dar. Begonnen wird mit einem Benchmark, um den Stand der Technik zu erläutern und welche Belastungen durch das neue Anwendungsgebiet hinzukommen. Auf dieser Basis soll eine Anforderungsliste für die spätere Auslegung und Konstruktion der Lenkung sowie des Antriebes erstellt werden. Um verschiedene Konstruktionsvarianten vergleichen zu können, wird eine Bewertungsmatrix aus der Anforderungsliste abgeleitet. Anschließend soll der Antriebsstrang mit den jeweiligen Vorgaben betrachtet und zusammen mit den Anforderungen nachgerechnet werden. Je nach Bewertung der konstruktiven Lösung wird eine Bauraumuntersuchung durchgeführt.
Innerhalb dieser Arbeit werden die gesetzlichen Vorgaben sowie Belastungsfälle aus Projekten, die sich mit der Sicherheit von Energiespeichern beschäftigen, erfasst und daraus Belastungen für eine numerische Untersuchung definiert. Die definierten Lastfälle werden mithilfe von nichtlinearen transienten FEM-Berechnungen untersucht. Dabei wird die Modellbildung sowie die Vor- und Nachteile der verwendeten Ansätze eingegangen.
Die optimale Verwendung zur Verfügung stehender Ressourcen stellt einen wesentlichen Anreiz technischer Entwicklungen dar. Aufgrund dessen soll ein Konzept eines mechanischen Rekuperationssystems für Zweiräder entworfen werden, womit kinetische Energie beim Bremsen so umgewandelt werden kann, dass sie bei späteren Anfahr- oder Beschleunigungsvorgängen nutzbar ist.
Dazu erfolgt zuerst eine Eingrenzung der Zielgruppe bzw. des Einsatzbereichs. Der aktuelle Stand der Technik wird für die erforderlichen Baugruppen und den Bauraum aufgeführt und mündet in der Erstellung eines technischen Lastenhefts bzw. Anforderungsdokuments. Darauf aufbauend werden Überlegungen zur konzeptionellen Umsetzung erörtert und die verschiedenen Varianten hinsichtlich Bewertung von Leistung, Adaptierbarkeit, Sicherheit, Herstellbarkeit und Kosten evaluiert. Nach der Auswahl einer Vorzugsvariante wird diese daraufhin tiefer detailliert. Abschließend folgen erste Entwurfsrechnungen, um die Dimensionen des Systems abschätzen zu können, und ein Ausblick auf die notwendigen Schritte für den weiteren Fortschritt der Entwicklung.
In Aufenthaltsräumen mit hoher Belegungsdichte herrscht oftmals, infolge mangelnder Lüftungssysteme bzw. unpassendem Lüftungsverhaltens, eine verschlechterte Raumluftqualität durch erhöhte Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Raumluft. Deshalb wird die Verwendung eines CO2-reduzierenden Verfahrens näher untersucht. Die Grundlage dessen bildet hierbei der sogenannte Atemkalk, da dieser das Kohlenstoffdioxid der Luft binden kann.
Die durchgeführten Grundlagenrecherchen zur CO2-Freisetzung durch den Menschen sowie zum Atemkalk bilden die Basis der anschließenden Untersuchungen. Zudem werden verschiedene Betriebsmöglichkeiten zur Absorption des Kohlenstoffdioxids berechnet und beurteilt. Anhand eines Komfortlüftungsgerätes ließen sich weitere Betrachtungen zum Demonstrator darstellen. Dabei wurden dessen Modifikationen, wie zum Beispiel die Gestaltung des Atemkalkbehälters, dargestellt. Abschließend konnte ein Betriebsschema mit den enthaltenen Komponenten konzipiert und erläutert werden.
Gegenstand der Diplomarbeit ist die Entwicklung einer alternativen Technologie für die Konstruktion eines Querlenkers für PKW-Fahrwerke. Der stetig wachsende Wunsch nach mehr Komfort und Sicherheit in modernen PKW lässt diese zunehmend größer und schwerer werden. Um gesetzlichen Emissionsgrenzwerten als auch dem Anspruch nach maximalem Fahrkomfort gerecht zu werden, ist der Leichtbau zu einer Schlüsseltechnologie im Fahrzeugbau geworden. Die im Fahrwerksbau üblichen Materialien wie Stahl oder Aluminium stehen aufgrund ihrer teils hohen Dichte zunehmend in Konflikt mit diesen Umständen. In der HQM Scherdel GmbH wird daher schon länger daran gearbeitet, faserverstärkte Kunststoffe in PKW-Fahrwerken zu etablieren. Ein kritischer Punkt ist hierbei die Kundenakzeptanz gegenüber dem Einsatz von Kunststoffen in sicherheitsrelevanten Bauteilen. Ausgangsbasis der Diplomarbeit ist die Entwicklung eines Vollkunststoffquerlenkers. Daran anknüpfend wird ein Hybridlenker entwickelt, bei welchem der Kunststoffkörper mit Einlegeelementen aus Metall verstärkt wird. Nach der Analyse dieses Konzeptes werden im Rahmen einer Konzeptphase verschiedene Varianten erstellt und gegenübergestellt. Die daraus hervorgehenden Vorzugsvarianten werden detailliert ausgelegt und konstruiert. Anschließend werden die Querlenker nach einem vorgegebenen Anforderungsprofil mithilfe rechnergestützter Berechnungsmethoden analysiert. Parallel wird eine Versuchsreihe entwickelt, welche Erkenntnisse über die Funktionalität der Konzepte geben soll. Abschließend werden die Potentiale der finalen Querlenkerkonstruktionen analysiert und Empfehlungen für eine Fortführung der Entwicklung gegeben.
Entwicklung eines Gehäuses für Elektroantriebe zur Herstellung mittels additiver Fertigungsverfahren
(2020)
Im Rahmen dieser Diplomarbeit sind der Entwurf und die Konstruktion eines additiv gefertigten Getriebegehäuses für mehrgängige Elektroantriebe durchgeführt. Der mechanische Aufbau bezieht sich im Speziellen auf ein Zweigang-Konzept eines Antriebsbaukastens. Das Gehäuse ist dabei mit den gleichen funktionalen Schnittstellen wie das baugleiche Gussgehäuse ausgeführt, jedoch vom Herstellverfahren vollständig der additiven Fertigung entsprechend. Die daraus resultierenden Massepotentiale sind untersucht und bewertet. Die verwendete Methodik zur Modellerstellung wird verfahrensspezifisch erweitert. Eine konstruktionsbegleitende Festigkeitsuntersuchung ist durchgeführt und zeigt die strukturellen Schwerpunkte, welche im Verlauf der Arbeit mit geeigneten konstruktiven Maßnahmen behoben werden. Abschließend wird das Konstruktionsergebnis der Gehäuseentwicklung diskutiert.
Das LS-Dyna Materialmodell MAT_248_PHS_BMW wurde entwickelt, um die Eigenschaften von Stahl während des Presshärtens möglichst präzise simulativ abzubilden. Gleichzeitig werden die mechanischen Eigenschaften des umgeformten, gehärteten Bauteils prognostiziert. Durch Umwandlung der Eisengitterstruktur in Abhängigkeit von Legierung, Temperatur, Kühlrate und Umformgrad ist die Simulation dieses Prozesses auf eine sehr präzise Definition aller Randbedingungen angewiesen. Die metallphysikalischen Vorgänge im Stahl können durch Gleichungen mit Evolutionsparametern mathematisch beschrieben werden. Für jeden neuen Stahl, sind diese Parameter zu ermitteln. Diese Arbeit widmet sich der Entwicklung eines Simulationsmodells zur Vorauslegung des Presshärteprozesses eines Bauteils aus 34MnB5 und der Analyse bzw. Prognose von dessen Fließeigenschaften. Im Vordergrund steht die Entwicklung der Presshärtesimulation und die Ermittlung aller dazu benötigten Daten. Einen wesentlichen Schwerpunkt stellt dabei die Parameteridentifikation der Evolutionsparameter von 34MnB5 und die Festlegung der zur Simulation benötigten Randbedingungen dar. Auf Basis der Erkenntnisse dieser Arbeit wird abschließend die Presshärtesimulation einer Prüfgeometrie durchgeführt.
Lima, die Hauptstadt Perus, ist in den letzten Jahren bevölkerungsmäßig stark gewachsen. Dieses kontinuierliche und rasche Wachstum war die Ursache für eine ungeordnete infrastrukturelle Platzierung von Gebäuden und Straßen zusammen mit dem schlechten Management der zuständigen Behörden. Im Laufe der Jahre wurde versucht, die Situation ohne großen Erfolg zu verbessern, was manchmal in vielen Bereichen zum Zusammenbruch des Verkehrs führte, sowohl für den Personenverkehr als auch für den Individualverkehr. Es wurde festgestellt, dass sich die Stadt an die neue Welt anpassen musste, um eine echte Veränderung zu bemerken. So diese Diplomarbeit widmet zum Ansatz der Implementierung neuer Verkehrssysteme wie eine Stadtbahn, die Strom zur Verringerung der Umweltverschmutzung verwendet, der Einführung eines Bussystems mit Gelenkbussen und höher ersonenkapazität und des Neu- und Ausbaus von Straßen mit mehr Fahrzeugkapazität, die die Stadt schneller verbinden.
In dieser Diplomarbeit kommt letztendlich auch ein Beispiel bei Bedarf- und Vorplanung und Untersuchung einer Erweiterungsstraße zum Einsatz, die es ermöglicht, das Zentrum von Lima mit den Süden des Landes schneller und effektiver zu verbinden. Ziel hierbei ist es, die Neubaumaßnahme anhand eines realen Projektes zu veranschaulichen und darzustellen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse und Identifikation von aerodynamischen Strömungstopologien der Rad-Radhaus-Strömung des generischen Prinzipkörpers DrivAer. Die numerischen Untersuchungen am Fahrzeughalbmodell des DrivAer-Körpers werden für eine hinreichend exakte Simulation der Strömungstopologien mit Bodensimulation und Durchströmung des generischen Modells durchgeführt. So wird neben der Umströmung auch die radseitig aus einem generischen Motorraum austretende Kühlluftströmung und die Wechselwirkung mit der bewegten Fahrbahn simuliert. Dabei wird die Felgenrotation mittels rotierenden Bezugssystems (MRF) und der Kühlerwiderstand in Form eines aufgeprägten Druckgradienten (poröses Medium) modelliert.
An vereinfachten numerischen Modelluntersuchungen werden zunächst Erkenntnisse über das physikalische Verhalten und dem Umgang mit rotierenden Bezugssystemen, sowie porösen Medien gesammelt und für die anschließenden Simulationen am DrivAer-Körper genutzt. Die sowohl stationären als auch instationären Strömungssimulationen am DrivAer-Körper beschränken sich vorrangig auf die Identifikation der entstehenden Wirbelstrukturen und Wirbelsysteme der Vorderachse.
Dazu werden die mit STARCCM+ ermittelten CFD-Simulationsergebnisse mit fundierten Forschungserkenntnissen aus Experiment und Simulation validiert.
Abschließend werden in einer Simulationskritik die numerische Modellbildung und die Simulationsannahmen hinsichtlich ihres Wertebereichs validiert und Verbesserungsmöglichkeiten für zukünftige Arbeiten herausgearbeitet.
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit den methodischen Ansätzen für ein projektorientiertes Wissens- und Dokumentenmanagement bezogen auf den Bereich der Fahrzeugentwicklung. Der genaue Anwendungsfall bezieht sich auf eine Abteilung der Entwicklung und Forschung der BMW Group. In diesem Zusammenhang entsteht ein anwendungsorientiertes Konzept, mit dessen Hilfe das Wissen sowie die vorliegenden Dokumente innerhalb der Abteilung strukturiert werden können. Dazu wurden die Anforderungen an ein solches System aufgezeigt sowie verschiedene mögliche Anwendungen validiert.
