Wir nutzen die Simulation, um auf Basis der berechneten Spannungen die Lebensdauer von Fahrradrahmen und Fahrradteilen zu bestimmen. Dabei erfassen wir mithilfe unseres Messfahrrades alle relevanten Kontaktkräfte (Lenker, Sattel, Pedale) sowie zusätzlich die Beschleunigungen an den Achsen. Diese Messdaten fließen direkt in die Simulation ein und ermöglichen somit eine realitätsnahe Abbildung der Belastungen während der Fahrt sowie präzise Vorhersagen zur Lebensdauer.
Messfahrrad zur Erfassung der Kontaktkräfte an Sattel, Pedalen und Lenker sowie der Beschleunigungen in den Achsen
Links: Prüfstand für Dauerversuche; rechts: beispielhafte Verformung in der Simulation.
Neben unseren Forschungsvorhaben bieten wir auch Studierenden die Möglichkeit, interessante Projekte zu realisieren und die Forschungsinhalte in der Finite-Elemente Simulationsausbildung im Studiengang Maschinenbau an der HTWK Leipzig zu nutzen.
Lehre
Im Rahmen der Lehre können Fahrrad bezogene Abschlussarbeiten im Bereich Simulationen und oder experimentellen Aufbauten durchgeführt werden.
Aktuell zu vergebende Themen:
- Dynamische Mehrkörpersimulation des Fahrrads unter Berücksichtigung von Fahrer- und Reifeneinfluss.
Erfassung von Wöhlkurven zur Lebensdaueranalyse von Fahrradrahmen und einzelnen Komponenten.
Forschung
Wir arbeiten aktuell an der Erstellung eines digitalen Zwillings (Digital Twin) mithilfe von Finite-Elemente Modellen für verschiedene Fahrradrahmen sowie unterschiedliche Fahrradteile. Dabei werden Verformungen und Spannungen im Simulationsmodell bestimmt und mit dem Experiment abgeglichen. Fokus der Arbeiten ist dabei die Lebensdauerbewertung der Fahrradrahmen und Komponenten.
Mit dem Messfahrrad können wir Lastkollektive aus realen Fahrten erfassen und für die Bewertung der Lebensdauer berücksichtigen
Team
Prof. Dr.-Ing. Stephan Schönfelder
Professur Simulation energetischer und technischer Systeme
Telefon: +49 (0)341 3076 4157
E-Mail: stephan(dot)schoenfelder(at)htwk-leipzig.de
M.Eng. Felix Kaule
Wissenschaftlicher Mitarbeiter | Laboringenieur
Telefon: +49 (0)341 3076 4137
E-Mail: felix(dot)kaule(at)htwk-leipzig.de
M.Eng. Klaus Schneller
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Telefon: +49 (0)341 3076 8846
E-Mail: klaus(dot)schneller(at)htwk-leipzig.de
