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Virtueller Prototyp einer Erntemaschine am Festigkeitsprüfstand

Die Fahrzeugstruktur von landwirtschaftlichen Maschinen wird im Betrieb durch unterschiedliche Fahrzustände belastet. Für die Erprobung der Betriebsfestigkeit im Rahmen der Fahrzeugentwicklung bei CLAAS wurde ein Rollenprüfstand entwickelt und ein Prüfprogramm erstellt, welches die Bodenanregung reproduziert. Im Zuge der Entwicklung einer neuen, größeren Fahrzeugvariante eines selbstfahrenden Feldhäckslers (SFH) wurde gemeinsam mit dem Engineering Center Steyr ein Berechnungsprozess entwickelt, welcher eine Festigkeitsberechnung basierend auf den Rollenprüfstandslasten ermöglicht. Durch die Anwendung des Berechnungsprozesses in der Designphase soll ein Prototyp entwickelt werden, welcher die Erprobung auf dem Rollenprüfstand zuverlässig besteht.

 

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Die Fahrzeugstruktur von landwirtschaftlichen Maschinen wird im Betrieb durch unterschiedliche Fahrzustände belastet. Für die Erprobung der Betriebsfestigkeit im Rahmen der Fahrzeugentwicklung bei CLAAS wurde ein Rollenprüfstand entwickelt und ein Prüfprogramm erstellt, welches die Bodenanregung reproduziert. Im Zuge der Entwicklung einer neuen, größeren Fahrzeugvariante eines selbstfahrenden Feldhäckslers (SFH) wurde gemeinsam mit dem Engineering Center Steyr ein Berechnungsprozess entwickelt, welcher eine Festigkeitsberechnung basierend auf den Rollenprüfstandslasten ermöglicht. Durch die Anwendung des Berechnungsprozesses in der Designphase soll ein Prototyp entwickelt werden, welcher die Erprobung auf dem Rollenprüfstand zuverlässig besteht.

 

Im ersten Schritt wurde ein Simulationskonzept erarbeitet, welches einerseits die Rollenbelastungen auf ein Mehrkörpersimulationsmodell übertragen kann und andererseits so anpassbar ist, dass modifizierte Anregungen auf ein anderes Fahrzeug übertragen werden können. Basierend auf Kraft-, Dehnungs- und Beschleunigungsmessungen an einem existierenden SFH am Rollenprüfstand wurden mit Hilfe der virtuellen Iteration die dynamischen Anregungen generiert. Ebenso konnte die Modellgüte validiert werden, da durch die Messungen ein überbestimmtes System zur Verfügung stand. Die simulierten Belastungen der Rahmenstruktur wurden in die Betriebsfestigkeitssoftware übertragen und die Schädigung entsprechend dem Prüfprogramm berechnet. Durch einen Vergleich mit am Fahrzeug aufgetretenen Schäden konnten die Schädigungsergebnisse abgeglichen werden. Im finalen Schritt wurden die Anregung für das neue Fahrzeug modifiziert und die dynamische Simulation sowie die Schädigungsrechnung durchgeführt.

Reference
BF-2023-082

Title
Virtueller Prototyp einer Erntemaschine am Festigkeitsprüfstand
Author(s)
O. Grieshofer, M. Fischer, J. Nöring
DOI
10.48447/BF-2023-082
Event
DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit 49. Tagung 2023
Year of publication
2023
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
Rollenprüfstand,Erntemaschine,virtueller Prototyp,Lastübertragung