Im Projekt Virtuelle Fahrzeugentwicklung werden bereits in einem sehr frühen Entwicklungsstadium neben den klassischen Simulationen wie Crash- und Komfortberechnung auch Betriebsfestigkeitsanalysen durchgeführt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden mit virtuellen Prototypen digitalisierte Teststrecken befahren. Hierzu ist es notwendig, daß die Fahrzeugmodelle sowohl die statischen als auch die dynamischen Eigenschaften des betreffenden Fahrzeugs hinreichend genau wiedergeben. In einem solch frühen Entwicklungsprozess sind Validierungen mit Aggregateträgern zwingend notwendig. Später können hierzu Prototypen verwendet werden. Der Vortrag stellt die Ergebnisse eines aktuellen Projektes vor, bei dem die Methode der numerischen Schnittkraftsimulation die Eingangsgrößen für Betriebsfestigkeitsberechnungen der Karosserie mit verschiedenen Programmsystemen liefert. Zur Schnittkraftsimulation wird ein etwa 16 km langer digitalisierter Prüfkurs mit zahlreichen Schlechtweganteilen mit einem in ADAMS aufgebauten Mehrkörperfahrzeugmodell abgefahren. Die Topologie der vom Fahrzeugmodell zu verfolgenden Bahnkurve sowie die Fahrgeschwindigkeit werden dem Fahrermodell als Sollgrößen vorgegeben. Durch geeignete Variation dieser Eingangsgrößen läßt sich die real auftretende Fahrerstreuung beim Bremsen oder Kurvenfahren simulieren. Zur zutreffenderen Abbildung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugmodells wird die Karosserie auch als flexibler Körper abgebildet. Die Validierung des Modells findet anhand betriebsfestigkeitsrelevanter Auswertungen im Zeit- und Frequenzbereich an Aggregateträgern und Prototypen statt. Die Berechnung der für die Betriebsfestigkeitsberechnung notwendigen Spannungen erfolgt sowohl mit der Inertia Relief Methode als auch mit modalen Formfunktionen, die für die Modellierung der flexiblen Körper verwendet werden. Die Lebensdauerberechnung wird sowohl für Grundwerkstoffe, als auch für Schweißpunkte durchgeführt. Der Vergleich der simulierten Schädigungsverteilungen mit dem Karosserieversuch zeigt die Stärken der numerischen Betriebsfestigkeitsanalyse.
Ganzheitliche Analyse von Fahrzeugprototypen mit Hilfe von virtuellen Fahrzeugmodellen und virtuellen Prüfgeländen
Holistic analysis of vehicle prototypes using virtual vehicle models and virtual test tracks
2002
26 Seiten, 17 Bilder, 1 Tabelle, 7 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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