Es wird ein Ansatz vorgestellt, wie basierend auf einer Topologieoptimierung und einer anschließenden Parameteroptimierung eine crashsichere Leichtbaustruktur erzeugt werden kann. Durch die Topologieoptimierung entstand ein Rahmen, der unter Ausnutzung der idealen Lastpfade ein sehr steifes Verhalten zu Tage legt. Wie die Simulation jedoch zeigen konnte, kommt es im Crash zu einer Deformation im Bereich der Fahrgastzelle, was unter Beachtung allgemeiner Regeln bei der Auslegung crashsicherer Fahrzeuge, nicht zu tolerieren ist. Deshalb wurde in einer anschließenden Parametervariation gezielt ein Bereich in der Front des Fahrzeugs eingestellt, der der Energieabsorption im Crash dient. Damit wurde das Crashverhalten noch einmal entscheidend verbessert. Näher eingegangen wird auch auf die Bedeutung der Fügeverbindungen bei der crashsicheren Auslegung. Demnach hat die korrekte Platzierung der Fügeverbindungen vor allem zu Beginn des Crashvorgangs einen entscheidenden Einfluss auf das Energieabsorptionsvermögen der Struktur. Es hat sich gezeigt, dass die Positionierung außerhalb der Spannungsmaxima günstig ist. Die Parameteroptimierung wurde manuell durchgeführt, da ausschließlich das Deformationsbild als Stellgröße diente. Sollten allerdings bestimmte Zielgrößen, wie etwa ideale Beschleunigungskurven in der Fahrgastzelle oder ideale Verlaufskurven für die Intrusion im Frontbereich vorhanden sein, kann auch ein Optimierungsalgorithmus zum Einsatz kommen. Dazu werden die Profildicken im FE-Modell parametrisiert und zusammen mit den Zielkurven dem Optimierer übergeben. Über diverse Optimierungsmethoden können die Parameter so eingestellt werden, dass sich eine möglichst gute Übereinstimmung zwischen Zielgrößen und FE-Modell ergibt. Eine weitere Möglichkeit zur belastungsgerechten Positionierung der Fügestellen bietet die Visualisierung des Kraftflusses.
Particularly in the automotive sector the importance of lightweight constructions is increasing. The reasons for this development vary from more strict limitations of the exhaust of carbon dioxides to an increased ecological awareness. Nevertheless basic requirements like crashworthiness must also be considered as vehicle safety is one of the most important arguments for customers purchase decision. To solve this contradiction of a light but also safe construction an approach to develop crashworthy lightweight construction is presented and the impact of join connections an the crashperformance is observed.
Ansatz zur crashsicheren Leichtbaukonstruktionen unter besonderer Berücksichtigung der Fügestellen
Symposium Design for X, 23 ; 151-162
2012
12 Seiten, 9 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
DÄMPFUNG - Strukturdämpfung in mechanischen Fügestellen
Online Contents | 2012
|Leichtbaukonstruktionen im Schiffbau
Kraftfahrwesen | 1999
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TIBKAT | 2005
|Leichtbaukonstruktionen in Schiffbau und Meerestechnik
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Tema Archiv | 1994
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