Undesidered drift of multibody models excited by measured accelerations or forces

• Autorzy: Speckert M. , Ruf N. , Dressler K.

Warianty tytułu

PL

Efekt niestabilności numerycznej wielobryłowego modelu pojazdu przy wymuszeniu zadanym przyspieszeniami lub siłami wziętym z pomiarów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the ground vehicle industry, it is important to simulate multibody models of the full vehicle based on wheel forces and moments in order to derive section forces at certain components for durability assessment. This is difficult due to noise in the input data and the unavoidable deviation between the model and real vehicle. Both lead to an undesired drift of the vehicle model in the simulation. This paper shortly describes the sources of these effects and shows that, due to missing knowledge about the true trajectory of the vehicle, this problem cannot be solved by an improved numerical treatment of the underlying equations. Several ways to deal with the problem are briefly reported. Finally, a simple vehicle model is used to show all the effects.

PL

W przemyśle samochodowym bardzo istotną rolę pełnią symulacje numeryczne wielobryłowych modeli kompletnych pojazdów, wykonywane na podstawie pomiarów sił i momentów działających na koła, w celu późniejszego obliczania sił wewnętrznych w przekrojach różnych elementów dla oceny ich wytrzymałości. Zadanie to jest dość trudne ze względu na szum danych wejściowych uzyskanych w drodze pomiarów oraz nieuniknione rozbieżności w sformułowaniu modelu w stosunku do obiektu rzeczywistego. Obydwa te czynniki powodują niestabilność numeryczną modelu. Prezentowana praca opisuje pokrótce źródła tych efektów i pokazuje, że wskutek braku wiedzy na temat rzeczywistej trajektorii pojazdu, problem ten nie może być rozwiązany jedynie w drodze zastosowania bardziej wydajnych narzędzi całkowania numerycznego równań ruchu. Przedstawiono jednak kilka koncepcji wyjścia naprzeciw temu problemowi. Na koniec, opisano prosty model pojazdu odzwierciedlający wszystkie te zagadnienia.

Słowa kluczowe

EN

multibody simulation; force-based simulation; drift due to noise

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 48 nr 3
• Strony: 813--837
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Speckert M.

autor

Ruf N.

autor

Dressler K.

• Fraunhofer Institute for Industrial Mathematics, Kaiserslautern, German,

Bibliografia

• 1. Ascher U., Petzold L.R., Computer Methods for Ordinary Differential Equations and Differential-Algebraic Equations, SIAM, Philadelphia
• 2. Baumgarte J., 1972, Stabilization of constraints and integrals of motion In dynamical systems, Comp. Methods Appl. Mech., 1, 1-16
• 3. Brenan K.E., Campbell S.L., Petzold L.R., 1996, Numerical Solution of Initial-Value Problems in Differential-Algebraic Equations, SIAM, Philadelphia, 2nd edition
• 4. Dormand J.R., Prince P.J., 1980, A family of embedded Runge-Kutta formulae, J. Comp. Appl. Math., 6, 19-26
• 5. Eich-Soellner E., F¨uhrer C., 1998, Numerical Methods in Multibody Dynamics, Teubner-Verlag, Stuttgart
• 6. Gear C.W., Gupta G.K., Leimkuhler B.J., 1985, Automatic integration of the Euler-Lagrange equations with constraints, J. Comp. Appl. Math., 12/13, 77-90
• 7. Kloeden P.E., Platen E., Schurz H., 2002, Numerical Solution of SDE Through Computer Experiments, Springer-Verlag Series Universitext
• 8. Popp K., Schiehlen W., 2008, Ground Vehicle Dynamics – A System Dynamics Approach, Springer-Verlag Berlin
• 9. Shampine L.F., Gordon M.K., 1975, Computer Solution of Ordinary Differential Equations: the Initial Value Problem, W.H. Freeman, SanFrancisco
• 10. Shampine L.F., Reichelt M.W., 1997, The MATLAB ODE Suite, SIAM Journal on Scientific Computing, 18, 1-22
• 11. Titterton D.H., Weston J.L., 2004, Strapdown Inertial Navigation Technology, The Institution of Electrical Engineers