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M Aigner:
"Optimierte Modellbildung eines Motorradrahmens";
Supervisor: H. Ecker, F Harnischmacher; Institut für Mechanik und Mechatronik, 2020; final examination: 2020-09-24.

In this thesis, the frame of a motorcycle, which is often assumed to be rigid, is split up into
segments with additional degrees of freedom in order to describe its exibility in a vehicle
dynamics simulation. For this purpose, based on a CAD model of the entire vehicle, nite
element and multi-body system analyses are used to create a model that can be used in
multibody analysis in a time- and resource-saving manner. At the same time, the in uence
of the exibility of the frame on the motorcycle stability is investigated.
After an extensive literature research, in which the e ects of the exibilities of the three
most important components (frame, fork and swingarm) on the motorcycle dynamics
were investigated, important simpli cations could be made in a preliminary study and
the torsion of the frame could be identi ed as the main in uencing factor.
Following the breakdown of the complete vehicle into subassemblies and weight adjustments
based on real measured mass properties, the complete model is composed in the FE
environment. By means of a modal analysis, the natural modes of vibration and natural
frequencies of the most important deformations (torsion of main and rear frame) were
then identi ed.
By choosing a suitable approach, the main and rear frame could then be divided and the
nal values for the replacement model were determined. The positions of the torsional
axes and their corresponding sti ness values were tuned using the results of the modal
analysis (natural modes of vibration and natural frequency).
Finally, comparisons with real measurement runs were carried out to validate the developed
simulation model. For this purpose, a multibody model was implemented in ADAMS
and a good correlation with the measured values was found.
A discussion of the occurring deviations concludes this work.

In dieser Arbeit wird der oftmals als starr angenommene Hauptrahmen eines Motorrades
aufgeteilt und um zusätzliche Freiheitsgrade ergänzt, um seine Flexibilität in einer
Fahrdynamik-Simulation darstellen zu können. Zu diesem Zweck wird, ausgehend von einem
CAD-Modell des gesamten Fahrzeuges, über Finite-Elemente- und Mehrkörpersystem-
Analysen ein Ersatzmodell gescha en, welches zeit- und ressourcenschonend in einerMKSUmgebung
eingesetzt werden kann. Im Zuge dessen wird auch der Ein uss der Flexibilität
des Hauptrahmens auf die Fahrstabilität des Motorrades untersucht.
Nach einer umfassenden Literaturrecherche, in der die E ekte der Flexibilitäten der drei
wichtigsten Bauteile (Rahmen, Gabel und Schwinge) auf die Fahrdynamik untersucht
wurden, konnten in einer ersten Voruntersuchung wichtige Vereinfachungen getro en und
die Torsion des Rahmens als Hauptein ussfaktor identi ziert werden.
Auf die Zerlegung des Gesamtfahrzeuges in Unterbaugruppen und Gewichtsanpassungen
anhand real gemessener Masseneigenschaften folgte die Zusammenstellung des Gesamtmodells
in der FE-Umgebung. Anhand einer Modalanalyse wurden anschlieÿend die Eigenschwingformen
und Eigenfrequenzen der wichtigsten Verformungen (Torsion des Hauptund
Heckrahmens) identi ziert.
Durch die Wahl eines geeigneten Ansatzes konnten sodann Haupt- und Heckrahmen aufgeteilt
und die endgültigen Werte für das Ersatzmodell bestimmt werden. Die Positionen
der Torsionsachsen und ihre korrespondierenden Stei gkeitswerte wurden anhand der Ergebnisse
aus der Modalanalyse (Eigenschwingform und Eigenfrequenz) abgestimmt.
Zur Validierung des erstellten Simulationsmodells wurden schlieÿlich Vergleiche mit realen
Messfahrten durchgeführt. Dazu wurde ein MKS-Modell in ADAMS umgesetzt und es
konnte eine gute Annäherung der Simulationsergebnisse an die Messwerte festgestellt
werden.
Eine Diskussion der auftretenden Abweichungen bildet den Abschluss dieser Arbeit.