To calculate the load capacity of gear stages within complex drivetrains under varying external loads, multi-body-systems (MBS) are used to simulate the vibrational behaviour of integral systems. In order to model a flexible hypoid gear stage, methods like the modal reduction of FEM-models were already introduced. However, the modelling of such systems is complex, challenging and sensitive to its discretisation. The co-simulation within a multi-body-system simulation offers the possibility to outsource the calculation of the tooth contact and therefore the reaction forces under consideration of friction. This leads to a simplification and an improvement of the modelling of gear stages in multi-body-systems.
The further developed co-simulation module offers a compromise between computational speeds and exact solutions. To improve the quality of the results and reduce the calculation time the load distribution calculation is investigated specifically. The article describes a method to reduce fluctuations of computed reaction forces and moments during gear movement. The aim is to keep the level of fluctuations of a high contact zone discretisation with a significant smaller contact point count. / Um die Belastbarkeit von Getriebestufen innerhalb komplexer Antriebsstränge unter variierenden äußeren Lasten zu berechnen, werden Mehrkörpersysteme (MKS) zur Simulation des Schwingungsverhaltens von integralen Systemen eingesetzt. Um eine flexible Getriebestufe mit Kegel- oder Hypoidradsätzen zu modellieren, wurden bereits Methoden wie die modale Reduktion von FEM-Modellen eingeführt. Die Modellierung solcher Systeme ist jedoch komplex, anspruchsvoll und empfindlich gegenüber ihrer Diskretisierung. Die Co-Simulation innerhalb einer Mehrkörpersystem-Simulation bietet die Möglichkeit, die Berechnung des Zahnkontakts und damit der Reaktionskräfte unter Berücksichtigung der Reibung auszulagern. Dies führt zu einer Vereinfachung und Verbesserung der Modellierung von Getriebestufen in Mehrkörpersystemen.
Das weiterentwickelte Co-Simulations-Modul bietet einen Kompromiss zwischen Berechnungsgeschwindigkeit und exakten Lösungen. Um die Qualität der Ergebnisse zu verbessern und die Berechnungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wurde die Berechnung der Lastverteilung untersucht. Der Artikel beschreibt eine Methode zur Reduzierung von Schwankungen der berechneten Kräfte und Momente über der Eingriffsstrecke. Ziel ist es, die Schwankungen auf dem Level einer hohen Kontaktzonendiskretisierung mit einer deutlich geringeren Kontaktpunktanzahl zu halten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:90076 |
| Date | 19 April 2024 |
| Creators | Wagner, Wolf, Schumann, Stefan, Schlecht, Berthold |
| Publisher | Springer |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1434-0860, 10.1007/s10010-021-00551-1 |
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