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Anwendung multiphysikalischer Simulationsmodelle zur Ermittlung der Antriebsgeräusche von E-Bikes (vor Ort)

* Presenting author
Day / Time: 23.03.2022, 10:20-10:40
Room: 47-02
Typ: Regulärer Vortrag
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Abstract:

Die Ebikes stellen unter technischen Gesichtspunkten interessante multiphysikalische Systeme dar, deren Komplexität derzeit schnell zunimmt. Sie sollen vielfältigen Anforderungen genügen, im Hinblick auf das Schwingverhalten, Straßenlage, Dauerfestigkeit, Wirkungsgrad sowie auch auf die Akustik. Wenn auch die E-Antriebe in der Regel keine sehr lauten Schallquellen darstellen, variiert das Schalldruckniveau bei unterschiedlichen Herstellern bis zu 15 dB(A) bei vergleichbaren Fahrzuständen. Des Weiteren unterscheiden sich die Betriebsgeräusche solcher Antriebe deutlich in deren psychoakustischer Wahrnehmung. Beide akustischen Eigenschaften, das Niveau der Schallemission und die Geräuschwertigkeit, beeinflussen die Kaufentscheidung wie die Zufriedenheit der Ebike-Nutzer und spielen demzufolge eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Konstruktion von Ebike-Antrieben.Mit Hilfe von numerischen Modellen können alle relevanten physikalischen Effekte im Rechner abgebildet werden, die für die Entstehung und die Ausbreitung von Schall verantwortlich sind. Ein typischer Ebike-Antrieb wird in diversen, teils sehr unterschiedlichen, Fahrradrahmen eingesetzt. Es bestehen daher hohe Anforderungen an die Modularität der Simulationsmodelle, was die Auswahl der Modellierungswerkzeuge beeinflusst. In diesem Beitrag wird am Beispiel eines Ebike-Antriebs aufgezeigt, mit welchem Aufwand und welcher Ergebnisqualität zu rechnen ist, wenn seine Schallemission numerisch ermittelt wird. Im Beitrag wird weiterhin beispielhaft gezeigt, welche Erkenntnisgewinne aus der Simulation zu erwarten und inwieweit direkte Rückschlüsse auf Verbesserungen möglich sind.

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