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Mid-frequency vibro-acoustic modelling tools / Innovative CAE methodologies to strengthen European competitiveness

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In der Simulation: Leiser und komfortabler Straßenverkehr

Vibrationen und Lärm können die amtliche Zulassung von Fahrzeugen vereiteln und den Fahrgastkomfort beeinträchtigen. Von EU-finanzierten Wissenschaftlern entwickelte neue Simulationswerkzeuge versprechen eine Minimierung der Effekte und verschaffen der Fahrzeugindustrie einen Wettbewerbsvorteil.

Industrielle Technologien

Üblicherweise erfolgt ein virtuelles Prototyping mit Werkzeugen zur rechnergestützten Entwicklung (CAE), um Entwicklungszeit und -kosten einzusparen. Besonders nützlich ist dies bei multiattributiven Konstruktionsüberlegungen, zum Beispiel, wenn das hinsichtlich Lärm und Vibrationen optimale Design mit dem für eine Verringerung des Gewichts und der Kohlendioxid- (CO2-) Emissionen optimalen Design in Konflikt steht. Es gibt gut eingeführte deterministische CAE-Werkzeuge zur Modellierung von niederfrequentem (NF-) Lärm und von Vibrationen und auch einige (stochastische oder wahrscheinlichkeitstheoretische) Hochfrequenz- (HF) Methoden auf Basis der Energie. Um die für die mittleren Frequenzen (MF) bestehende Modellierungslücke zu schließen, wurde das EU-finanzierte Projekt MID-MOD gestartet. Während des ersten Berichtszeitraums bewerteten die Wissenschaftler fünf deterministische (üblicherweise für NF benutzte) und fünf stochastische (üblicherweise für HF benutzte) Methoden, die sich zurzeit im Versuchsstadium befinden, hinsichtlich ihrer möglichen Anwendbarkeit auf das Problem der Vibrationen im mittleren Frequenzbereich (MF), vor dem die Industrie steht. Gegenwärtig erfolgt eine Untersuchung von Modellen auf ihre Eignung zur adäquaten Darstellung der Komponente, des Teilsystems und des gesamten Fahrzeugs in Szenarien der Innen- sowie Außengeräuscherzeugung. Modellerstellungen und -validierungen erfolgen laufend. Für die Beurteilung des Innen- und Außenlärm von Lkws sind Anwendungsszenarien bestimmt worden. In Letzteren werden die Schallstrahlung und -emission eines Lkw-Schalldämpfers im MF-Bereich unter Verwendung einer ausgewählten deterministischen theoretischen Methode beurteilt, die anhand von Versuchsergebnissen validiert werden soll. Mit experimentellen Messungen von Pkw-Innengeräuschen ist begonnen worden. Die gleiche deterministische Methode soll bei Lkws zur Modellierung der von einem Signalhorn ausgesendeten Schallstrahlung im MF-Bereich verwendet werden. Für eine Untersuchung des Innenlärms von Schienenfahrzeugen sind die Komponenten- und Teilsystemebenen definiert worden. Lärm und Vibrationen haben einen starken Einfluss auf die Zufriedenheit der Verbraucher und die amtliche Zulassung, zudem wirken sich auf die Wettbewerbsposition des Verkehrssektors aus. MID-MOD ermöglicht die Bereitstellung bislang fehlender, wichtiger CAE-Simulationswerkzeuge, wodurch bei einer Entwicklung eines neuen Produkts Zeit und Kosten gespart werden - bei gleichzeitiger Verbesserung der Gesamtperformance neuartiger Konstruktionen.

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