Das Verständnis der dynamischen Kräfte, die auf Kettenfahrzeuge (kontinuierliche Lauffläche/Raupenkette) wirken, bietet die notwendigen Einblicke, um leistungsfähigere Maschinen zu entwickeln. Kettenfahrzeuge, die höhere Geschwindigkeiten, schwerere Lasten und eine längere Lebensdauer erreichen, erfordern umfangreiche Tests. Fortschritte in der FEA/FEM haben es möglich gemacht, dass Simulationen komplette Raupenfahrsysteme einbeziehen. Die Abbildung von Bewegungen und Wechselwirkungen einzelner Komponenten des Systems ermöglicht die Bewertung komplexer Belastungen in unterschiedlichen Szenarien. Diese Simulationen liefern Einblick in die erwarteten Kräfte, denen verschiedene Komponenten innerhalb des Systems ausgesetzt sind, ein entscheidender Schritt bei Design und Prototyping. In verschiedenen Phasen des Entwurfs und der Prototypenerstellung werden reale Tests durchgeführt, um die Ergebnisse der FEA zu validieren. Um eine nützliche FEA zu erstellen, müssen die Kräfte, denen die einzelnen Komponenten sowie das Gesamtsystem ausgesetzt sind, durch physikalische Tests validiert werden.
Fahrzeugdynamische Tests an Kettenfahrzeugen:
Boden-zu-Rumpf-Kräfte: Wichtige Krafteinträge werden vom Boden auf den Fahrzeugrumpf übertragen. Ein wichtiges Problem beim Einsatz von Kettenfahrzeugen ist das Phänomen der Vibrationen. Das Verständnis der Gleisvibrationen ist für die Beurteilung der Haltbarkeit von Gleiskomponenten und der auf das Fahrzeug übertragenen Vibrationsenergie von entscheidender Bedeutung. Dies kann den Verschleiß einzelner Komponenten sowie des Personals im Fahrzeug erheblich beeinträchtigen. Dynamische Tests helfen Ingenieuren dabei, die Federung, Lenkung und die gesamten Fahreigenschaften des Fahrzeugs zu optimieren, um Spitzenleistungen in der vorgesehenen Umgebung sicherzustellen.
Gewichtsreduzierung: Die Gewichtsreduzierung von Kettenfahrzeugen kann eine wichtige Rolle beim Kraftstoffverbrauch sowie beim Transport von Fahrzeugen auf dem Land- oder Luftweg spielen. Bei schwereren Fahrzeugen erhöht sich auch der Verschleiß der Antriebs- und Fahrwerkskomponenten. Bei Kampffahrzeugen wie unbemannten Bodenfahrzeugen, gepanzerten Personentransportern (APC) oder Panzern kann es entscheidend sein, das Gewicht zu reduzieren, um gepanzerte Fahrzeuge auf dem Luftweg in Konfliktregionen zu transportieren. Bei Militärfahrzeugen mit durchgehenden Ketten besteht ein zunehmender Bedarf an Panzerung unter Beibehaltung bestehender Abmessungen und Mobilitätseigenschaften.
Haltbarkeitsprüfung: Kettenfahrzeuge unterliegen insbesondere bei militärischen Einsätzen oder schweren landwirtschaftlichen Einsätzen einem starken Verschleiß. Dynamische Tests ermöglichen es Ingenieuren, die Haltbarkeit wichtiger Komponenten zu bewerten und Schwachstellen sowie Verbesserungsmöglichkeiten zu identifizieren, um die Gesamtlebensdauer des Fahrzeugs zu verlängern. Kettenfahrzeuge sind für bestimmte Aufgaben konzipiert und ihre Leistung hängt stark von ihrer Fähigkeit ab, sich effizient in unterschiedlichem Gelände zurechtzufinden.
Präzision im Design: Ingenieure streben danach, Fahrzeuge zu schaffen, die nicht nur leistungsstark, sondern auch präzise in ihren Bewegungen sind. Dynamische Tests liefern wertvolle Daten über die Reaktion eines Fahrzeugs auf Lenkeingaben, Beschleunigung und Bremsen und helfen bei der Verfeinerung von Designelementen für eine verbesserte Kontrolle und Manövrierfähigkeit.
Radkraftaufnehmer der Michigan Scientific Corporation:
Genaue Messung von Kräften und Momenten: Michigan Scientific Radkraftaufnehmer (WFTs) sind Sensoren, die die auf jedes Rad wirkenden Kräfte und Momente genau messen. Zu diesen Daten gehören Vertikal-, Längs- und Querkräfte sowie Nick-, Roll- und Giermomente. Dadurch können Ingenieure detaillierte Erkenntnisse darüber gewinnen, wie das Fahrzeug mit dem Gelände interagiert und auf verschiedene Eingaben reagiert. Diese Daten sind wichtig, um zu verstehen, wie Raupenfahrzeuge auf unterschiedliche Gelände, Lasten und Betriebsbedingungen reagieren. Radkraftaufnehmer können sowohl an den Straßenrädern als auch am Leitrad installiert werden.
Datenerfassung in Echtzeit: Diese Wandler ermöglichen Echtzeitdaten, wenn sie mit handelsüblichen Datenerfassungssystemen verwendet werden. Dadurch können Ingenieure eine Vielzahl von Parametern überwachen und analysieren, darunter Reifenkräfte, Radgeschwindigkeiten und Aufhängungsdynamik. Diese Informationen sind von unschätzbarem Wert, um fundierte Entscheidungen über Designänderungen und -verbesserungen zu treffen.
Vielseitigkeit: WFTs von Michigan Scientific sind vielseitig einsetzbar und können problemlos an verschiedene Fahrzeugkonfigurationen angepasst werden. Ganz gleich, ob es sich um die Prüfung eines Militärpanzers, einer landwirtschaftlichen Raupenkette oder eines Baufahrzeugs handelt, diese Aufnehmer bieten eine flexible Lösung für vielfältige Anwendungen.
Robustes Design für raue Umgebungen: Kettenfahrzeuge werden oft in rauen und unvorhersehbaren Umgebungen eingesetzt. MSC WFTs sind so konstruiert, dass sie diesen Bedingungen standhalten und selbst bei extremen Temperaturen, Vibrationen und rauem Gelände genaue Messungen liefern. Diese Haltbarkeit stellt sicher, dass die Wandler im Feld zuverlässig funktionieren. Kettenfahrzeuge werden oft mit unterschiedlichen Ladungen, wie z. B. Ausrüstung oder Ladung, eingesetzt. WFTs liefern Echtzeitinformationen über die Lastverteilung auf die Räder und ermöglichen es Ingenieuren, die strukturelle Integrität und Stabilität sicherzustellen.
Benutzerdefinierte Adapter: Michigan Scientific wird Adapter für jedes Kettenfahrzeug entwickeln und herstellen. MSC kann auch die von Kunden entwickelten Adapter beraten und prüfen.
Instrumentierung im Gleismechanismus und Aufhängungssystem
Michigan Scientific ist auch in der Lage, andere wichtige Komponenten innerhalb des Schienenmechanismus und des Aufhängungssystems zu instrumentieren. Mit maßgeschneiderten Kraftaufnehmern, die auf unseren Radkraftaufnehmern basieren, können Einblicke in die Gleisspannung und die auf das Leitrad ausgeübten Kräfte gewonnen werden. Die Instrumentierung des Antriebsritzels für Drehmomentmessungen liegt ebenfalls innerhalb der Fähigkeiten von Michigan Scientific.
Antriebskettenrad und Leitrad: Mithilfe von Radkraftaufnehmern können Einblicke in die Gleisspannung und die auf das Leitrad ausgeübten Kräfte gewonnen werden. Michigan Scientific kann unsere Radkrafttechnologie auch an die erforderliche Größe und Stärke anpassen, um genaue Messungen vom Antriebsritzel zu erhalten.
Drehstab: Torsionsstäbe sind eine Schlüsselkomponente des Federungssystems eines Kettenfahrzeugs. Die Eigenschaften eines Kettenfahrzeug-Aufhängungssystems wirken sich auf Geschwindigkeit, Handling, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit aus. Michigan Scientific kann mithilfe von Fachwissen und jahrelanger Messerfahrung dabei helfen, genaue Messungen der Belastung von Torsionsstäben zu erzielen.
Zähne des Antriebsritzels: Michigan Scientific verfügt über Erfahrung in der Messung von Zahnradzähnen. Kontaktkräfte zwischen den Kettenradzähnen und jedem Kettenglied können eine wertvolle Informationsquelle zur Drehmomentübertragung sein.
Die Leistung von Kettenfahrzeugen sowohl im Militär- als auch im Arbeitssektor ist schwer vorherzusagen. Sie sind darauf ausgelegt, schwierigstes Gelände und schwierigste Bedingungen zu meistern und gleichzeitig zuverlässig und langlebig genug zu sein, um im Feldeinsatz zu bleiben. Um Fahrzeuge zu entwickeln, die solchen Umgebungen gewachsen sind, sind strenge Tests erforderlich. Michigan Scientific Corporation bietet die Instrumente an, mit denen diese Kräfte vor Ort gemessen werden können. Um mit einem Ingenieur von Michigan Scientific über eine mögliche Anwendung zu sprechen, Kontaktieren Sie Uns mehr Informationen.
Relevante Artikel:
Kampf gegen die Wachstums- und Gewichtsspirale. (2023, 24. März). Soucy-Verteidigungsabteilung. https://soucy-defense.com/fighting-the-growth-and-weight-spiral/
Allen, P. (2006, Januar). Modelle für die dynamische Simulation von Panzerkettenkomponenten Defense College of Management and Technology. Abgerufen am 29. März 2022 von https://core.ac.uk/download/pdf/40081469.pdf
Nationale Akademien der Wissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Medizin. 2018. Gewichtsreduzierung von Kampffahrzeugen durch Materialsubstitution: Ablauf eines Workshops. Washington, DC: Die National Academies Press. https://doi.org/10.17226/23562.
Nicolini, A., Mocera, F. & Somà, A. (2018). Mehrkörpersimulation eines Kettenfahrzeugs mit deformierbarem Bodenkontaktmodell. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Teil K: Journal of Multi-Body Dynamics, 233(1), 152-162. https://doi.org/10.1177/1464419318784293