Die Berücksichtigung kinematischer Komponenten in Finite Elemente (FE) basierten Gesamtfahrzeugsimulationen, ist seit vielen Jahren Stand der Technik. Während die Modellierung bzw. die automatische Vernetzung von Einzelteilen und das Zusammenfügen zu Gesamtfahrzeugmodellen in den letzten Jahren des ausgehenden Jahrzehnts massive Fortschritte gemacht haben, ist die Erstellung von kinematischen Finite Elemente Modellen (FEM) nach wie vor extrem zeitaufwendig, komplex und fehleranfällig. Auch sind reine FEM denkbar ungeeignet, alle Arten von realistischen Randbedingungen wie Gewichtskraft sowie von Inertialkräften und Vorlasten wie Einfederung, Bremsvorgänge, Kurvenfahrten, Strassenanregungen etc. unter der Voraussetzung großer Rotationen abzubilden. Diese Vorgänge belasten in der Regel die steifen Strukturen lediglich in ihrem linearen Bereich, sowohl geometrisch als auch hinsichtlich der Materialeigenschaften. Die kinematischen Strukturen wie Lager und Gelenke, insbesondere des Fahrwerks, reagieren allerdings massiv durch den Einfluss geometrischer Nichtlinearitäten auf diese Lasten. Dies führt im Betrieb deutlich zu anderen geometrischen Randbedingungen seitens eines automobilen Fahrwerks als dies in reiner Konstruktionslage ersichtlich ist. Ein einfaches Beispiel ist die Einfederung des Fahrzeugs aufgrund des Eigengewichts. Die daraus resultierende Fahrzeughöhe ist für die Auslegung von Crashlastfällen mit deren vordefinierten Barrierehöhen unbedingt zu berücksichtigen. Auch die geometrisch veränderte Lage von Fahrwerkskomponenten zueinander, z.B. des Stabilisators, kann einen nicht unerheblichen Einfluss auf das Deformationsverhalten des Gesamtsystems haben. Unter Berücksichtigung sowohl von Mehrkörpersimulationen (MKS) als auch FE Analysen wurde ein Ansatz entwickelt, der dies mittels einer gekoppelten Rechnung berücksichtigt. Darüber hinaus wurde die FE Modellerstellung kinematischer Umfänge durch eine Schnittstelle revolutioniert, mit der aus einer MKS zu jedem statischen und dynamischen Zeitpunkt mittels eines mathematisch exakten Vorgehens der MKS Zustand als Eingangsmodell für eine FE Simulation exportiert werden kann. Dies umgeht den extrem zeitaufwendigen, komplexen und fehleranfälligen Prozess der Modellierung kinematischer Komponenten auf der Basis von FE Modellen. Hier können insbesondere auch die dynamischen Eigenschaften von Lagern, Reifen und anderen Komponenten sowie aktuelle Lasten wie Straßenanregungen und Motoranregungen dem FE Prozess mit zur Verfügung gestellt werden.


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    Titel :

    Eine Methode zur Berücksichtigung realer Nebenbedingungen für die Schwingungs- und Crashauslegung unter Berücksichtigung der Mehrkörperdynamik und deren Modellen


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    9 Seiten, 6 Bilder, 1 Tabelle, 5 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch