Effiziente Festigkeitserprobung von Teilstrukturen landwirtschaftlicher Nutzfahrzeuge
DOI:
https://doi.org/10.15150/ae.2025.3334Schlagworte:
hybride Erprobungsmethoden, Betriebsfestigkeit, Versuchsvereinfachung, Ersatzversuch, IntegrationsprüfungAbstract
Agrartechnische Nutzfahrzeuge und an sie angebundene Arbeitsgeräte sind im Betrieb vielfältigen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Die Absicherung der Betriebsfestigkeit ist für ihren zuverlässigen Betrieb und die Vermeidung unplanmäßiger Ausfälle von großer Bedeutung. Die Vielzahl an Fahrzeugkonfigurationen, die an die jeweiligen Aufgaben und Einsatzbedingungen angepasst sind, erhöht die erforderliche Komplexität dieser Absicherung.
Hybride Erprobungsmethoden erleichtern die Untersuchung unterschiedlicher Fahrzeugkonfigurationen, indem sie im Versuch erforderliche Hardwareumfänge reduzieren. Flexible Prüfstandselemente bilden bei diesen Methoden umgebende Strukturen unter Einbindung numerischer Modelle nach. Dabei werden Numerik und Experiment so kombiniert, dass die Numerik die im Experiment abzubildenden Bauteilbeanspruchungen ermittelt und die experimentelle Erprobung die lokale Beanspruchbarkeit verifiziert.
Literaturhinweise
Aramide, B.; Pityana, S.; Sadiku, R. et al. (2021): Improving the durability of tillage tools through surface modification—a review. Int J Adv Manuf Technol 116, pp. 83–98, https://doi.org/10.1007/s00170-021-07487-4
Brown, M. W.; Miller, K. J. (1973): A Theory of Fatigue Under Multiaxial Strain Conditions. Proc. Inst. Mech. Eng. 187(1), pp. 745–755, https://doi.org/10.1243/PIME_PROC_1973_187_161_02
Dhangar, V.; Perumal, S.; Kumar, A.; Redkar, D. et al. (2017): Durability Analysis Methodology of Tractor Hydraulic Bell Crank Assembly for Various Agricultural Operations. In: SAE Technical Paper 2017-26-0235, https://doi.org/10.4271/2017-26-0235
Paraforos, D. S.; Griepentrog, H. W.; Vougioukas, S. G. (2016): Methodology for designing accelerated structural durability tests on agricultural machinery. Biosystems Engineering 149, pp. 24–37, https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2016.06.004
Eckstein, C. (2017): Ermittlung repräsentativer Lastkollektive zur Betriebsfestigkeit von Ackerschleppern. PhD-Thesis, Technical University of Kaiserslautern, Kaiserslautern
Hansmann, J.; Seipel, B.; Kaal, W.; Kraus, R.; Melz, T. (2018): EP2694836B1 Vorrichtung zur Übertragung oder Entkopplung von mechanischen Schwingungen. Europäisches Patentamt, https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/045562264/publication/EP2694836B1?q=pn%3DEP2694836B1, accessed on 9 May 2025
Kiesel, A.; Schliebner, R.; Seise, M. (2011): Entwicklung und Anwendung von mathematischen Optimierungsmethoden zur Ableitung von vereinfachten Prüfungen für Fahrwerksbauteile. Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 42(4), S. 306–313, https://doi.org/10.1002/mawe.201100765
Kumar, A.; Mahajan, A.; Prasanth, S.; Darekar, S. et al. (2015): Agricultural Tractor Cabin Structure Design for Durability and Rollover Protective Structure Test. In: SAE Technical Paper 2015-26-0163, SAE, https://doi.org/10.4271/2015-26-0163
Landersheim, V.; Hansmann, J.; Bartolozzi, R.; Millitzer, J. (2022): Hybrides Testen – Verbindung von numerischer Simulation und experimenteller Prüfung zur Steigerung von Genauigkeit und Effizienz. In: DVM Workshop Prüfmethodik für Betriebsfestigkeitsversuche in der Fahrzeugindustrie, DVM, 4.–5. Mai 2022 in Sindelfingen, Berlin, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., S. I-1 bis I-14
Landersheim, V.; Küppers, M. (2022): Ansatz zur Betriebsfestigkeitsbewertung der rahmenseitigen Anbindung von Energiespeichern mittels Ersatzversuch auf Basis numerischer Schädigungsanalysen. In: 48. Tagung des DVM AK-Betriebsfestigkeit: Betriebsfestigkeit – Wissensmanagement und Methodenentwicklung entlang der Wertschöpfungskette, DVM, 12.–13. Oktober 2022 in Plauen, Berlin, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung, https://doi.org/10.48447/BF-2022-008
Landersheim, V.; Möller, R.; Dittmann, K.-J. (2016): Ableitung eines vereinfachten Ersatzversuchs für Pkw-Integralträger mittels numerischer Schädigungsbewertungen. In: 43. Tagung des DVM Arbeitskreises Betriebsfestigkeit: Potenziale im Zusammenspiel von Versuch und Berechnung in der Betriebsfestigkeit, DVM, 12.–13. Oktober 2016 in Steyr, Österreich, Berlin, Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V., S. 135–150
Lozia, Z. (2022): The concept of the application of modelling and simulation to simplify and reduce the cost of durability tests of vehicles and their components. In: The 13th International conference on Automotive Safety, 2022, https://doi.org/10.1088/1757-899X/1247/1/012011
Millitzer, J.; Hansmann, J.; Lapiccirella, G.; Tamm, C.; Herold, S. (2021): Tuning and Emulation of Mechanical Characteristics – Tunable Mounts and a Mechanical Hardware-in-the-Loop Approach for More Efficient Research and Testing. In: Uncertainty in Mechanical Engineering, Ed. Pelz, P.F.; Groche, P., Cham, Springer, p. 12, https://doi.org/10.1007/978-3-030-77256-7_12
Miner, M.A. (1945): Cumulative Damage in Fatigue. Journal of Applied Mechanics 3, pp. 159-164, https://doi.org/10.1115/1.4009458
Soproni, I.; Lindtner, E.; Franschitz, S. (2013): Load and Fatigue Life Equivalent Reduction of Component Tests from Road Load Data for Efficient Part Validation. In: International FEMFAT User Meeting 2013, FEMFAT, 15–17 May 2013 in Steyr, Österreich
Steengaard, J. R.; Holm, A. P. K.; Arora, V.; Larsen, M. L. (2024): Finite element validation and model updating of beam in agricultural mower for fatigue assessment. Procedia Structural Integrity 58, pp. 61–67, https://doi.org/10.1016/j.prostr.2024.05.011
Subbaiyan, P.B.; Nizampatnam, B.; Londhe, A.; Redkar, D.; Arun, G. (2021): Virtual Simulation Method to Predict Farm Tractor Durability Load Cycles for Proving Ground Tests. In: Symposium on International Automotive Technology, 29 Sept 2021, SAE International, https://doi.org/10.4271/2021-26-0097
Verma, V.; Saravanan, V.; Redkar, D.; Mahajan, A. et al. (2016): Agricultural Tractor Hydraulic Lift Arm Assembly Design for Durability and Correlation with Physical Test. In: SAE Technical Paper 2016-28-0237, https://doi.org/10.4271/2016-28-0237
Walter, M.; Gorgas, S. (2007): Virtuelle Prüfstandsdefinition zur realitätsnahen Prüfung nicht entkoppelter Achsträger. Materials Testing 49(9), S. 480–486
Wen, C.; Xie, B.; Li, Z.; Yin, Y.; Zhao, X.; Song, Z. (2020): Power density based fatigue load spectrum editing for accelerated durability testing for tractor front axles. Biosystems Engineering 200, pp. 73–88, https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2020.09.008
Wöllner, U. (2021): Experimentelle und numerische Untersuchungen des Ermüdungsrissverhaltens und der Kerbwirkung an Traktorrädern. Dissertation, Technische Universität Bergakadamie Freiberg, Freiberg
Downloads
Veröffentlicht
Zitationsvorschlag
Ausgabe
Rubrik
Lizenz
Copyright (c) 2025 Volker Landersheim, Marc Wallmichrath, Riccardo Möller

Dieses Werk steht unter der Lizenz Creative Commons Namensnennung 4.0 International.