Fachbereich Technik
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Twice in a blue moon
(2009)
Tyre rolling kinematics and prediction of tyre forces and moments: part I - theory and method
(2012)
A new method to describe tyre rolling kinematics and how to calculate tyre forces and moments is presented. The Lagrange–Euler method is used to calculate the velocity and contact deformation of a tyre structure under large deformation. The calculation of structure deformation is based on the Lagrange method, while the Euler method is used to analyse the deformation and forces in the contact area. The method to predict tyre forces and moments is built using kinematic theory and nonlinear finite element analysis. A detailed analysis of the tyre tangential contact velocity and the relationships between contact forces, contact areas, lateral forces, and yaw and camber angles has been performed for specific tyres. Research on the parametric sensitivity of tyre lateral forces and self-aligning torque on tread stiffness and friction coefficients is carried out in the second part of this paper.
There are two aims for the second part of this paper: verifying the theory presented in the first part through parameter variation and comparison between simulation and experiment, and to study the effect of the belt structure on the cornering properties of radial tyres. Research has been carried out with a passenger car radial tyre and two different kinds of truck or bus radial tyres using both simulation and experiment. This second part of the paper shows that belt structure plays an important role in the generation of tyre forces and moments in addition to the effects of the tread stiffness and friction coefficients. The theory and method presented in this paper opens a new robust way to predict the tyre forces and moments from the tyre design and provides a reliable model for a generation mechanism.
Und es werde Feuer
(2017)
Und es werde Feuer
(2017)
Und sie dreht sich doch …
(2018)
Untersuchung der Rotorfestigkeit von permanenterregten Synchronmaschinen mit vergrabenen Magneten
(2023)
Diese Projektarbeit behandelt die mechanische Simulation der Rotoren von permanenterregten Synchronmaschinen für den Festigkeitsnachweis. Hierzu wird die Finite-Elemente-Methode mit dem Programm CalculiX verwendet. Als Beispiel wird der Elektromotor des Toyota Prius II im Detail betrachtet. Hierbei werden die unterschiedlichen Lasten modelliert, dazu zählen neben der Zentrifugalkraft auch der Innendruck durch eine Presspassung sowie die elektromagnetischen Kräfte. Für die Modellierung von Kräften auf der Rotoroberfläche wird eine Methodik zur Umsetzung in CalculiX entwickelt und anhand eines Beispielmodells demonstriert. Der angestrebte Festigkeitsnachweis kann im Rahmen dieser Arbeit erbracht werden. Weiterhin wird gezeigt, dass der Einfluss der elektromagnetischen Kräfte im Arbeitspunkt mit der höchsten Drehzahl sehr gering ausfällt. Insgesamt bietet diese Arbeit die Grundlagen für mechanische Modellierungen von Rotoren unter Berücksichtigung aller Kräfte. Dies kann direkt auf andere Elektromotoren angewendet werden.
Urformen
(2018)
Es werden eine Reihe einfacher Freihandexperimente zum Thema Unterdruck vorgestellt. Viele der Beispiele sind vom grundlegenden Aufbau her bekannt, gestatten jedoch neue Varianten, Erweiterungen bzw. die Korrektur von Fehlvorstellungen. Neben der Druckmessung in Einmachgläsern und der Funktionsweise von Ausgussreinigern und Saughaken werden Druck- sowie Tragfähigkeitsmessungen an Staubsaugern diskutiert. Des weiteren wird untersucht, welche Saughöhe per Strohhalm realisiert werden kann. Es wird eine physikalisch einleuchtende, aber dennoch verblüffende Erweiterung des Versuchs mit dem umgedrehten Wasserglas präsentiert.
In this study, we have investigated the form of velocity and pressure functions of a fluid oscillating between two parallel glass sheets that form a circular Hele-Shaw cell. The flow has been considered to be radial, incompressible and laminar. The time-dependent Navier-Stokes equation has been solved in cylindrical coordinates using Fourier transform, and the oscillating flow velocity across the thickness of the cell has been obtained at different times. The flow velocity function in the unsteady state is related to the vertical component of the coordinates in the form of parabolic functions and also to the inverse of the radial component. The time dependence appears as a simple harmonic with a frequency equal to the oscillation frequency. The velocity of the flow is maximum at the middle of the cell along its height and gradually decreases from the middle towards the top or bottom plane and reaches zero. Pressure does not depend on the height and changes logarithmically with the radius. The dependence of pressure on time is also a simple harmonic with the external frequency, but it has a phase shift with respect to the velocity.