Ziel der Hausarbeit ist es, den Bewegungsvorgang eines Personenkraftwagens (PKW) beim Bremsen ohne ABS zu simulieren und den Einfluss verschiedener Parameter darauf zu analysieren. Die Simulation wird mithilfe der Software MATLAB/ Simulink erstellt und durchgeführt. Es wird der Einfluss der Parameter Fahrzeugmasse und Anfangsgeschwindigkeit untersucht. Bevor die Simulation allerdings vorgestellt wird, werden die zugrundeliegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten erörtert. Abschließend erfolgen eine Auswertung und kritische Reflexion der Ergebnisse.
Simulation ist die Nachbildung eines Systems mit seinen relevanten dynamischen Prozessen in einem experimentierfähigen Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit zu übertragen sind.
Simulationen sind heutzutage allgegenwärtig, ob mit einer speziellen Software wie Matlab oder einfach nur vor unserem inneren Auge. Immer wenn ein Szenario im Kopf durchgespielt wird, simuliert man unterbewusst mögliche Ergebnisse und bezieht dabei verschiedene Parameter mit ein. Außerdem ist man täglich mit verschiedenen Simulationen wie z.B. der Wettervorhersage der nächsten Woche oder neuen Konjunkturprognosen konfrontiert.
Da Simulationen eine Vielzahl von Vorteilen mit sich bringen, ist es kaum verwunderlich, dass diese in Wirtschaft und Technik immer öfter zum Einsatz kommen. Diese dienen somit als Hilfsmittel, um die eintretende Realität in einem Modell abbilden zu können und somit handhabbar zu machen. Simulationen kommen beispielhaft immer dann zum Einsatz, wenn eine reale Ausführung zu teuer, langsam, kostenintensiv oder auch zu gefährlich ist. Heutzutage wird kaum ein Produkt entwickelt ohne vorher durch komplexe FEM-Berechnungen die Funktionalität abgesichert zu haben.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Modellbildung
Einführung in die Modellbildung
Aufstellen der Bewegungsgleichungen
Blockschaltbild
3. Durchführung der Simulation
Simulation mit den Ausgangswerten nach Scherf
Veränderung der Parameterwerte
Gegenüberstellung und Auswertung
4. Fazit
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die rechnergestützte Simulation des Bremsvorgangs eines PKWs ohne Antiblockiersystem (ABS), um den Einfluss variabler Parameter wie Fahrzeugmasse und Anfangsgeschwindigkeit auf die Bremsdynamik zu untersuchen.
- Modellbildung eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung physikalischer Bewegungsgleichungen
- Einsatz von MATLAB/Simulink zur Simulation dynamischer Prozesse
- Analyse des Einflusses der Fahrzeugmasse auf das Blockierverhalten der Räder
- Untersuchung der Abhängigkeit des Bremsweges von der Anfangsgeschwindigkeit
- Gegenüberstellung und Auswertung verschiedener Simulationsszenarien
Auszug aus dem Buch
Einführung in die Modellbildung
Ein Modell ist eine Abstraktion, der zu untersuchenden Realität. Dabei ist es durch drei Merkmale charakterisiert: Die Abbildung, die Verkürzung und den Pragmatismus. Eine einheitliche Definition für den Modellbegriff fehlt allerdings bisher. Dies mag auch daran liegen, dass jede Wissenschaftsdisziplin einen eigenen Fokus legt. Gemeinsam haben allerdings alle Definitionen, dass das Ziel immer die Übertragung der komplexen Realität in ein handhabbares System ist. Und dies ist bereits die größte Herausforderung beim Modellieren. Man ist einem ständigen Zielkonflikt zwischen einer zu detaillierten und einer zu oberflächlichen Modellierung ausgesetzt. Der Kompromiss daraus entscheidet über die Güte des erstellten Modells. Ist das Modell zu einfach gehalten, gehen schnell wichtige Informationen verloren. Sollte das Modell aber zu detailliert und komplex sein, wird es schwieriger zu verstehen, sodass die Anwendbarkeit leidet.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Dieses Kapitel erläutert die Relevanz von Simulationen in Wirtschaft und Technik sowie die Zielsetzung des Assignments, den Bremsvorgang eines PKWs ohne ABS zu untersuchen.
2. Modellbildung: Hier werden die theoretischen Grundlagen für das Modell geschaffen, inklusive der Herleitung der Bewegungsgleichungen und der Erstellung des Blockschaltbildes in Simulink.
3. Durchführung der Simulation: In diesem Teil werden verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Parametern für Fahrzeugmasse und Geschwindigkeit simuliert und grafisch dargestellt.
4. Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse der Simulationen zusammen und reflektiert die Stärken sowie die einschränkenden Randbedingungen des gewählten Modells.
Schlüsselwörter
Simulation, MATLAB, Simulink, Bremsvorgang, ABS, Fahrzeugmasse, Anfangsgeschwindigkeit, Bewegungsgleichungen, Reibungskoeffizient, Schlupf, Bremsweg, Bremsmoment, Blockieren, Modellbildung, Dynamik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der rechnergestützten Nachbildung eines Bremsvorgangs bei Personenkraftwagen, die nicht mit einem Antiblockiersystem (ABS) ausgestattet sind.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Themen sind die mathematische Modellbildung von Fahrzeugbewegungen, die Simulation dynamischer Systeme mittels MATLAB/Simulink sowie die physikalische Analyse von Reibungsprozessen.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das Hauptziel ist die Analyse des Einflusses von Fahrzeugmasse und Anfangsgeschwindigkeit auf das dynamische Verhalten und den Bremsweg während eines Bremsvorgangs ohne ABS.
Welche wissenschaftliche Methode wird zur Analyse verwendet?
Die Arbeit nutzt die Methode der numerischen Simulation mittels der Software MATLAB/Simulink, basierend auf physikalischen Bewegungsgleichungen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden zunächst die physikalischen Grundlagen und Modellannahmen dargelegt, gefolgt von einer Reihe durchgeführter Simulationen, bei denen Parameter variiert und deren Ergebnisse anschließend ausgewertet werden.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die vorliegende Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Simulation, MATLAB/Simulink, Bremsdynamik, Reibungskoeffizient, Schlupf, Fahrzeugmasse und Bremsweg.
Warum blockieren die Räder bei einer höheren Fahrzeugmasse in der Simulation seltener?
Durch die höhere Masse erhöht sich die Normalkraft, was wiederum eine stärkere Reibungskraft auf die Fahrbahn ermöglicht und das Blockieren der Räder verzögern oder verhindern kann.
Welche Rolle spielt der Schlupf bei der Berechnung des Reibungskoeffizienten?
Der Reibungskoeffizient ist vom Schlupf abhängig; bei einem Schlupf von 0,13 erreicht er sein Maximum, während er bei blockierten Rädern deutlich absinkt, was den Bremsvorgang maßgeblich beeinflusst.
- Quote paper
- Nils Steinbrecher (Author), 2018, Simulation eines Bremsvorgangs ohne ABS. Der Einfluss von Fahrzeugmasse und Anfangsgeschwindigkeit, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/535753
