Beobachtung und Modellierung lokaler Phänomene im Reifen-Fahrbahn-Kontakt
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
In der Kontaktzone zwischen Reifen und Fahrbahn müssen sämtliche Kräfte übertragen
werden, die für eine sichere Fahrzeugführung erforderlich sind. Der dynamische Kontakt
einzelner Laufflächenelemente mit der rauen Fahrbahn führt zu Strukturschwingungen
des Reifenkörpers und somit zu ungewollten Reifenrollgeräuschen, wobei die
Körperschallübertragung in den Fahrzeuginnenraum das subjektive Komfortempfinden
vermindert. Gleitreibungsphänomene in der Bodenaufstandsfläche stellen einen
zusätzlichen Anregungsmechanismus für Reifenstrukturschwingungen dar und führen
neben einer Verminderung der maximal übertragbaren tangentialen Kontaktkräfte zu
Abriebphänomenen, wobei feinste Materialpartikel in die Umwelt emittiert werden. Die
Materialdämpfung der verwendeten Gummimaterialien führt zu energetischen Verlusten,
die im Fall einer Gefahrenbremsung zwar gezielt genutzt werden, im normalen
Fahrzustand jedoch zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und somit zu einem erhöhten
Wert von Kohlenstoffdioxid-Emissionen führen. Um die Wechselwirkung zwischen
Reifen und Fahrbahn wissensbasiert optimieren zu können, ist die Erweiterung des Verständnisses
lokaler Kontaktphänomene und ihrer Wechselwirkung unabdingbar.
Der Profilblock ist die einzige Reifenkomponente mit direktem Kontakt zur Fahrbahn
und ist deshalb von besonderem Interesse. Die genaue Kontaktsituation zwischen Profilblock
und Fahrbahn ist sehr komplex und daher noch nicht im Detail bekannt. In der
vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse experimenteller Kontaktuntersuchungen dargestellt
und anhand von Modellvorstellungen erklärt. Neben der Untersuchung der wahren
Kontaktfläche werden die lokalen Belastungen in der Kontaktzone und die resultierenden
nichtlinearen Kontaktsteifigkeiten analysiert und interpretiert. Die Beschreibung
der beobachteten Kontaktphänomene gelingtmit einem Bettungsmodell, wobei sich über
eine Modellvalidierung eine hinreichend gute Übereinstimmung zwischen Berechnungsergebnissen
und experimentellen Resultaten ergibt. Es wird eine Modellerweiterung vorgestellt,
die den bedeutenden Einfluss des großen Skalenbereichs an Oberflächentexturwellenlängen
auf die lokale Kontaktsituation aufzeigt. Die Untersuchung von Gleitreibphänomenen
einzelner Profilblöcke im Kontakt mit realen Fahrbahnoberflächen gelingt
mit einem Tribometerversuchsstand. Es wird der Einfluss einer großen Anzahl von Kontaktparametern
auf die resultierende stationäre und instationäre Reibungscharakteristik
diskutiert.weiterlesen
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