Rohkarosserien von Kraftfahrzeugen bestimmen das spätere Aussehen des Fahrzeugs, müssen also präzise gefertigt werden. Die derzeit eingesetzten dreidimensionalen Toleranzsimulationswerkzeuge basieren auf der Annahme, dass sich die verwendeten Einzelteile ideal starr verhalten. Überbestimmte Spannsituationen oder eine Formänderung von Bauteilen können nur eingeschränkt dargestellt werden. Gerade im Karosserierohbau sind diese Effekte jedoch von zentraler Bedeutung. Durch die Integration von Finite- Elemente (FE)- Modellen in die Toleranzsimulationsmodelle kann auch die Nachgiebigkeit der Bauteile abgebildet und somit das Simulationsergebnis verbessert werden. Dieser Beitrag hat zum Ziel, den Einfluss verschiedener Randbedingungen auf das Ergebnis einer FE- integrierten Toleranzsimulation nachgiebiger Baugruppen für den Karosserierohbau der Automobilindustrie zu quantifizieren. Dazu werden die Auswirkungen der Abweichungen von Bauteillage, Materialdicke, E-Modul, Querkontraktionszahl und Diskretisierungsparametern des FE-Modells auf die Streubreite des Simulationsergebnisses numerisch untersucht. Der Einfluss weiterer, nicht numerisch abgebildeter Randbedingungen wird mit Hilfe eines Versuchs an realen Blechteilen bestimmt. Basis für die Betrachtungen bildet eine einfache Baugruppe, deren Geometrieabweichungen nach dem Fügen unter Variation der dargestellten Parameter untersucht werden. Es wird festgestellt, dass durch Abweichungen von Diskretisierungsparametern, E-Modul und Querkontraktionszahl das Simulationsergebnis nur gering streut. Die Materialdicke wirkt sich stärker aus, jedoch nicht so stark wie eine Lageabweichung der Bauteile. Mit Hilfe eines Vergleichs der Messungen an den realen Bauteilen und der Simulation wird nachgewiesen, dass mit der FE- integrierten Toleranzsimulation etwa 60 % des Verhaltens der betrachteten Baugruppe abgebildet werden kann. Damit kann die Verwendung von Finite- Elemente- Modellen das Ergebnis von Toleranzsimulationen im Karosserierohbau verbessern. Allerdings zeigen die Betrachtungen auch, dass weitere, noch nicht in der Simulation abgebildete Randbedingungen einen großen Einfluss auf die sich real einstellenden Geometrieabweichungen haben.
Bewertung des Einflusses von Randbedingungen für eine Toleranzsimulation nachgiebiger Baugruppen im Karosserierohbau
Symposium Design for X, 19 ; 197-207
2008
11 Seiten, 7 Bilder, 2 Tabellen, 16 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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