Bei der Entwicklung neuer integrierter Bremsen- und Fahrwerkmodule ergeben sich besonders hohe Anforderungen an das mechanische und das Systemverhalten der Bauteile, da es sich hier um sicherheitsrelevante Bauteile handelt, die in möglichst kurzer Zeit mit möglichst geringen Kosten entsprechend genau den vorgegebenen Kundenwünschen entwickelt werden müssen. Bei TRW Automotive sollte unter Berücksichtigung heutiger Kundenanforderungen ein neues Vorderachs-Radbremsenkonzept entwickelt werden, das u.a. Entwicklungen von Achsteilen mit einschließen musste, da der Markt in zunehmendem Maße die Verantwortung der Zulieferer für Gesamtmodule erwartet. Hierzu wurde in Zusammenarbeit mit FE-Design eine systematische Methode zur Strukturoptimierung in Verbindung mit verschiedenen CAE-Werkzeugen entwickelt. Als Randbedingung war gegeben, dass die Prozesse sowohl mit ANSYS, MSC.NASTRAN als auch mit ABAQUS simuliert werden und zusätzlich verschiedene Pre- und Postwerkzeuge an den unterschiedlichen Entwicklungsstandorten genutzt werden. Zur Validierung wurden Steifigkeits-, Funktions- und Betriebsfestigkeitstests durchgeführt. Hauptziele für die Optimierung sind Kosten, Leichtbau, NVH und kurze Entwicklungszeiten. Der klassische Entwicklungszyklus eines Produkts unter Zuhilfenahme von CAE-Werkzeugen wurde bei der Entwicklung der neuen Scheibenbremse durchlaufen und von der Konzept- bis zur Prototypenphase mit Simulationen begleitet. Die neue FB1 Bremse lag nach 2 Jahren Entwicklungszeit als Prototyp vor. Im Beitrag werden methodische Besonderheiten und Neuentwicklungen der Implementierung beschrieben: 1. Einbeziehung verschiedener FE-Solver und verschiedener Pre-Postprozessoren; 2. Nichtlineare FE-Analyse; 3. Berücksichtigung fertigungsrelevanter Randbedingungen, 4. Einbeziehen der Lebensdauerbetrachtung bei der Gestaltoptimierung; 5. Einbeziehen von MKS-Analyse bei der Strukturoptimierung zum automatischen Loadupdate; 6. Rückführung in CAD-Systeme, 7. Sickenoptimierung, Optimierung von Blechstrukturen.
Schnelle und kostengünstige Entwicklung eines Vorderachs-Radbremsenkonzeptes unter konsequenter Anwendung von CAE-Analysewerkzeugen und innovativen Optimierungsmethoden
Fast and economical development of a front axle wheel brake concept by applying different CAE tools and new optimisation methods
2004
31 Seiten, 13 Bilder, 25 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Betriebsfestigkeit , Betriebssicherheit , CAD/CAM , Fahrzeugbremse , Fahrzeugfahrwerk , Festigkeitsprüfung , Finite-Elemente-Methode , Kostenoptimierung , Lebensdauer , Leichtbauweise , Produktentwicklung , rechnerunterstützter Produktentwurf , simulierte Optimierung , Steifigkeit , Systemoptimierung , Vorderachse
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