Beschrieben wird die Entwicklung und Anwendung einer Methode zur Simulation von Missbrauchsbelastungen an Fahrwerkskomponenten. Für die Entwicklung der Simulationsmethode des Pendelschlagversuchs wurde die Vorderachse der aktuellen BMW 5-er Baureihe verwendet. Der Versuchsaufbau war so gewählt, dass eine Bestimmung der Kraftverläufe über der Impact-Zeit an definierten Positionen der Achse möglich war. Aus diesem Grund wurde ein Halbachsenmodell verwendet, bei dem die Lenker an eine möglichst steife Versuchsvorrichtung angebunden wurden. Die Vorrichtung wurde so konstruiert, dass die Achse in Konstruktionslage eingebaut werden konnte, wobei an den achsträgerseitigen Aufnahmen dreiaxiale Kraftmessdosen eingesetzt wurden. Das Simulationsmodell wurde für die Verifizierung der gemessenen Ergebnisse exakt an die Prüfstandsvorgaben angepasst. Aus diesem Grund wurden die relevanten Steifigkeiten der Aufnahmen, die Wirkungsweise des Axialgelenks und der Bordsteinaufsatz mit seiner Linearführung in das Finite Elemente Modell aufgenommen. Für die Verifikation der Simulationsergebnisse waren vorrangig die Kraft-Zeit-Verläufe an den Lenkern ausschlaggebend, da sich hieraus auch der Anspruch der Methode für einen künftigen Einsatz in der Achsenentwicklung ableitet. Die Ziele in einem ersten Schritt waren, die Kraftmaxima an den Lenkern und den damit verbundenen, globalen Energieabbau der Achse zu berechnen. Die Pendelschlagsimulation wird bei BMW in einer frühen Phase der Achsenentwicklung zur Absicherung des Konzeptes hinsichtlich Missbrauchsereignissen eingesetzt. Mit Hilfe der Erkenntnisse aus dem vorgestellten Methodenentwicklungsprojekt ist es möglich, die Pendelschlagversuche virtuell durchzuführen, um das globale Verhalten der Achse und die Knicklasten bzw. die Schadenskette der Lenker zu berechnen. Eine Erweiterung gegenüber der versuchstechnischen Konzeptabsicherung ergibt sich durch die Tatsache, dass virtuell alle denkbaren Szenarien von schlagartigen Beanspruchungen überprüft werden können. Das Ziel bei BMW ist, mit Hilfe der Simulation zu einem Zeitpunkt, an dem noch keine Versuchsteile verfügbar sind, Variantenvergleiche durchzuführen.
Simulation von Pendelschlagversuchen an einer PKW-Vorderachse
2001
11 Seiten, 10 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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