Reifenmodelle CDTire

CDTire unterstützt als Bestandteil moderner MKS-Programme den/die Entwicklungsingenieur:in in fast allen Analyseszenarien. Besonderes Augenmerk auf die Gürteldynamik und Interaktion mit 3D-Fahrbahnoberflächen erlaubt eine gute Vorhersagegenauigkeit – sowohl der transienten Amplituden als auch im Frequenzbereich, ohne dabei statische und stationäre Reifeneigenschaften zu vernachlässigen.

Während der Vollfahrzeug-, Achs- oder Prüfstandssimulation mit PKW-, LKW-, Nutzfahrzeug- oder Motorrad-Reifen werden dabei die Radnabenkräfte und -momente auf jedes Rad, sowie die Kontaktkräfte auf die Fahrbahn berechnet. Neben den 3D-Fahrbahnoberflächen können auch Prüfstandsanregungen mit bis zu sechs Richtungen pro Reifen modelliert werden.

CDTire biete als Softwaretool eine Familie von Reifenmodellen mit unterschiedlicher Modellierung von Gürtel, Seitenwand und Lauffläche, um für verschiedene Anwendungen eine optimale Mischung aus Genauigkeit und rechnerischem Aufwand anzubieten. Der Reifeninnendruck kann pro Reifen angegeben und bei einigen MKS-Programmen auch während der Simulation verändert werden.

Unsere CDTire Tool Chain

CDTire Tool Chain
© Fraunhofer ITWM
CDTire Tool Chain

Es werden folgende Modelle angeboten:

CDTire/3D

  • Vollständig physikalische Schalenmodellierung für Gürtel und Seitenwand
  • Separate Modellierung aller funktionalen Elemente eines modernen Stahlgürtelreifens
  • Beinhaltet spezielle Modellierung von Karkasse, Bandage, Stahlgürtellagen, und Lauffläche
  • Ähnliche Deformationseigenschaften wie detaillierte FEM-Reifenmodelle
  • Spezielle Modellierung des Gürtel-Seitenwand-Felgenkontaktes beim Felgendurchschlag
  • Kontaktsimulation über Bürstenmodell
  • Vollständig skalierbar in räumlicher Auflösung und funktionalen Eigenschaften
  • Temperaturmodell und Reifenkavitätsmodell zuschaltbar
  • Ermöglicht Innendruck-Variationen während der Anwendung bis zu totalem Druckverlust
  • Anwendbar auf beliebigen 3D-Fahrbahnen
  • Adaptierbar auf Motorradreifen
CDTire/ 3D: Cleat run
© Fraunhofer ITWM
CDTire/ 3D: Cleat run
CDTire/ 3D: Functional layer concept
© Fraunhofer ITWM
CDTire/ 3D: Functional layer concept

CDTire/3D – Slip Angle Sweep

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Slip Angle Sleep von -15 Grad bis 15 Grad: Hier visualisieren wir die Dynamik der Auflagefläche und die Verformung der Reifenstruktur mit unserer CDTire-Modellsuite.

CDTire – Typische Applikationen

  • Komfortuntersuchungen auf digitalisierten Fahrbahnen oder diskreten Hindernissen (Schwellen)
  • Lebensdauervorhersage auf digitalisierten Fahrbahnen
  • NVH Gesamtfahrzeuganalysen im Zeit- und Frequenzbereich
  • Parkmanöver mit Fokus auf Lenkmoment
  • Prüfstandssimulation mit fahrbahngeführten Anregungen in allen 6 Richtungen pro Reifen
  • Fahrdynamikuntersuchungen auf flacher und rauer Fahrbahn
  • Aktive Sicherheit (ABS, ESP,…)
  • Variation des Reifeninnendrucks
  • Sonderereignisse mit Felgendurchschlag (auch mit flexibler Felge)
  • Echtzeitanwendungen wie MIL, SIL, HIL

CDTire – Parameter und Parameteridentifikation

Parameter-Identifikations-Tool CDTire/PI
© Fraunhofer ITWM
Parameter-Identifikations-Tool CDTire/PI

Um einen real existierenden Reifen durch CDTire darzustellen, müssen entsprechende Modellparameter angepasst werden. Dazu werden sowohl zugängliche Reifenkonstruktionsdaten wie auch Reifenmessungen verwendet.

In dem Parameter-Identifikations-Tool CDTire/PI wurde der gesamte Parametrierungsprozess über eine GUI-gestützte Softwarelösung abgebildet. Dieser Prozess beinhaltet:

  • den Import der entsprechenden Messdaten verschiedener Formate
  • das automatische Aufsetzen und die Durchführung der entsprechenden Reifensimulationen
  • die vergleichende Bewertung zwischen Messung und Simulation über visuelle Inspektion und die Verwendung verschiedener Vergleichsmaße
  • automatische Parameteroptimierung durch verschiedene Optimierungsverfahren

Jede CDTire-Distribution enthält als Standardsatz die Parameterdateien eines 195/65 R15 Reifens.
Zusätzlich bietet das Fraunhofer ITWM die Parameteridentifikation als Dienstleistung an.

CDTire – Fahrbahnmodelle

CDTire Surface Viewer
© Fraunhofer ITWM
CDTire Surface Viewer
CDTire – Fahrbahnmodelle
© Fraunhofer ITWM
CDTire – Fahrbahnmodelle

Die Fahrbahnmodelle von CDTire beschreiben die Fahrbahnhöhe z und den lokalen fahrbahnseitigen Reibbeiwert als Funktion globaler x-y Koordinaten im Fahrbahnkoordinatensystem. Dieses Koordinatensystem kann ggf. über einen assoziierten Bodenkörper beliebig dynamisch bewegt werden.

Folgende Modelle stehen zur Verfügung:
 

RSM 1000
Parametrische Hindernisse und 3D digitalisierte Fahrbahnen im einfachen ASCII-Format

RSM 1002
Trommelmodell (auch für Achsen)

RSM 1100
Anwenderprogrammierte Fahrbahn

RSM 2000

3D digitalisierte Fahrbahnen mit ggf. parametrierten Hindernissen, optimiert für sehr große Datenmengen

RSM 3000

OpenCRG-Format

CDTire/Legacy

  • CDTire20
  • CDTire30
  • CDTire40
  • CDTireMC (Motorrad-Reifenmodell)

Die alten CDTire Submodelle werden weiterhin unterstützt aber nicht mehr weiterentwickelt.

CDTire30 kann direkt durch die Offline-Variante von CDTire/Realtime ersetzt werden.

CDTire40 kann weitestgehend durch CDTire/3D adaptiert werden, indem die materielle Seitenwand durch das entsprechende analytische Membranmodel von CDTire40 ersetzt wird.

CDTireMC kann ebenfalls aus CDTire/3D erzeugt werden, indem die motorradtypischen Stahlgürtelkonstruktionen abgebildet werden.

Systemvoraussetzungen und Veröffentlichungen

Systemvoraussetzungen

Unterstützte Simulationsplattformen:

  • LMS Virtual.Lab Motion
  • MSC.ADAMS
  • SIMPACK
  • Altair MotionSolve
  • MATLAB & Simulink

Unterstützte Betriebssysteme:

  • Windows (32-bit und 64-bit)
  • Linux (32-bit und 64-bit)