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Detailergebnis zu DOK-Nr. 30061

Einfluß der Rahmenverdrehsteifigkeit von Lkw auf die Straßenbeanspruchung

Autoren	H. Helms
Sachgebiete	11.1 Berechnung, Dimensionierung, Lebensdauer 14.4 Fahrzeugeigenschaften (Achslasten, Reifen)

Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 327, 1981, S. 128-146, zahlr. B, T, Q

In der vorliegenden Arbeit geht es um die Auswirkungen unterschiedlicher Rahmenverdrehsteifigkeiten von Lkw auf die Straßenbeanspruchung. Dabei dient die Straßenbeanspruchung - gemessen an der Größe der effektiven dynamischen Radlasten infolge unebener Fahrbahnen - als Beurteilungsgröße für die fahrzeugseitigen Untersuchungen. Zur Lösung der Aufgabe wurde - ein geeignetes lineares Lkw- Schwingungsersatzsystem (Zweiachs-Vierrad-Fahrzeug) gewählt und die zugehörigen Bewegungsgleichungen aufgestellt, - ein Modell der maßgebenden Fahrbahnunebenheiten geschaffen, - ein digitales Computer-Programm entwickelt, das im Frequenzbereich Vergrößerungsfuiktionen (d. h. Amplitudengänge) und Effektivwerte der Radlastschwankungen und anderer interessierender Schwingungsgrößen berechnet, - Programmläufe mit unterschiedlichen Rahmenverdrehsteifigkeiten durchgeführt. Beim Schwingungsersatzsystem wurde eine Aufteilung der Aufbaumasse in eine vordere und eine hintere Teilmasse, die über eine entsprechende Feder torsionselastisch gekoppelt sind, gewählt. Entsprechend der Aufgabenstellung kommt es bei den Fahrbahnunebenheiten darauf an, Verwindungen zu erfassen, d. h. es muß von den Unebenheiten beider Spuren ausgegangen werden. Dazu wurden die Unebenheiten eines Fahrbahnquerschnittes durch symmetrische (Hubanregung) und asymmetrische (Wankanregung) Komponenten beschrieben. Bei der Durchführung der numerischen Berechnungen zeigte sich, daß die effektiven Radlastschwankungen, die sich infolge der Fahrbahnwankunebenheiten einstellen, etwa genauso groß sind wie diejenigen infolge der Hubanregung, d. h. am Fahrzeug finden Hub- und Wanksschwingungen etwa in gleicher Intensität statt. Bei Variation der Rahmenverdrehsteifigkeit zeigt sich aber, daß davon die Radlastschwankungen praktisch gar nicht, wohl aber die Aufbaubeschleunigungen beeinflußt werden. Hinsichtlich der Straßenbeanspruchung ist danach an die Größe der Rahmenverdrehsteifigkeit keine besondere Anforderung zu stellen. Eine Analyse der Ergebnisse an Hand zugehöriger Vergrößerungsfunktionen zeigt, daß die effektive Radlastschwankung infolge von Wankunebenheiten im wesentlichen von Massenkräften aus den Achstrampelschwingungen erzeugt wird. Da Aufbautorsionsbewegungen nur von Wankanregungen hervorgerufen werden können, bei diesen aber die Aufbaumasse besonders schwach in die Radlastschwankungen eingeht, kann sich eine Verbindung der vorderen und hinteren Aufbaumasse nur ebenso schwach auswirken. In Aufbauschwingungsgrößen selbst - wie Beschleunigungen oder Torsionswinkel - zeigen sich dagegen deutlich Auswirkungen verschiedener Rahmenverdrehsteifigkeiten.