FTG-P01 Erstellung eines verifizierten Simulationsmodells für Fahrzeugbremsen unter Einbeziehung der thermischen Beanspruchung.

Für die Bremsenentwicklung eines Fahrzeuges besteht derzeit ein enormer Bedarf an simulationsgestützten Auslegungsmethoden. Von entscheidender Bedeutung ist dafür die physikalische Abbildung des instationären thermischen Verhaltens der Fahrzeugbremse. Um dieses zuverlässig vorhersagen zu können, müssen sehr komplexe thermodynamische Strömungs- und Strahlungsvorgänge im Fahrzeugunterbau modelliert werden. Die vorliegende Forschungsarbeit befasst sich mit der Erstellung einer Simulationsumgebung und Methodik zur Berechnung des instationären thermischen Verhaltens von Fahrzeugbremsen. Um den dafür benötigten Rechenaufwand zu minimieren, verwendet der vorliegende Ansatz eine effiziente Modellierung der instationären konvektiven Wärmeströme der Fahrzeugbremsen. Die gewünschte Berechnungseffizienz wird zusätzlich durch eine Kopplung zwischen zwei verschiedenen Software-Plattformen und darüber hinaus durch die objektorientierte Software-Architektur der Co-Simulation verbessert. Ein weiterer Aspekt während der Bremsenauslegung ist das Entstehen des Bremsenquietschens, das von Fahrer und Umwelt als ein sehr unangenehmes Störgeräusch empfunden wird. Eine Ursache dafür ist unter anderem die Änderung der Kontaktsteifigkeit zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe. In diesem Zusammenhang wird in dieser Arbeit ein physikalischer Modellierungsansatz der Reibungsvorgänge und darüber hinaus die Identifikation von Steifigkeits- und Dämpfungsparametern der Kontaktschicht zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe vorgestellt. Die Gültigkeit und die praktische Anwendbarkeit der Modellierungsansätze werden schließlich mit realen Fahrzeug- und Prüfstandsmessungen bestätigt.