Anhang B: Schwingungsmodell eines Fahrzeugrades,
Berechnung mit CAMMPUS

Der nachfolgende Bildschirm-Schnappschuss zeigt rechts oben die Parameter der Aufgabenstellung, links oben den Satz von Funkionen, der das Differenzialgleichungssystem definiert, in den beiden unteren Fenstern sind die berechneten Bewegungsgesetze für Rad und Karosse zu sehen.

Man beachte die Definition der Funktion u(t): Die lineare Funktion wird bei  t = Δt  mit der CAMMPUS-Funktion SWOFF (“Switch off”) “abgeschaltet”.

Die plötzliche Aufwärtsbewegung des Rades wird zwar an die Karosse wesentlich verzögert weitergegeben, die dann allerdings mit einem längeren Ausschwingvorgang nach der Art alter “amerikanischer Straßenkreuzer” reagiert.

Die “hektischen” Bewegung des Rades (speziell die sich sehr stark ändernden Geschwindigkeiten) fallen in den sehr kurzen Zeitabschnitt des Überfahrens der Schwelle. Deshalb wird diese Phase des Bewegungsvorgangs nachstehend noch einmal als Zoom in die Bewegungsdiagramme vergrößert dargestellt:

Sehr anschaulich zeigen auch die “Darstellungen in der Phasenebene” die “hektische” Bewegung des Rades ...

.... und die weit auschwingende aber sanfte Bewegung der Karosse:

Die Verifizierung der Ergebnisse ist für diese Aufgabe schwierig. Die Qualität der numerischen Integration kann aber durch mehrere Rechnungen mit unterschiedlichen Schrittweiten überprüft werden. Nebenstehend sind die Endwerte der Koordinaten (Ende des berechneten Zeitintervalls) von Karosse und Rad für Unterteilung des Intervalls in 500, 2000 und 5000 Inteegrationsschritte aufgelistet. Weil die kritische Bewegungsphase am Anfang des Intervalls liegt, wo die Verfahrensfehler noch keine nennenswerten Größen haben, sind die Ergebnisse selbst für eine sehr grobe Einteilung schon ausreichend genau.