Bei der Auslegung von leistungsfähigen Fahrzeuggetrieben ist eine Vielzahl von Kriterien zu beachten. Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der schrittweisen Verbesserung der Steifigkeit und Festigkeit eines neu entwickelten AUDI Magnesium Getriebegehäuses für PKW-Motoren im oberen Leistungsbereich mittels Finite-Elemente Methode und Betriebsfestigkeitssimulation. Die beschriebenen Berechnungen und Versuche wurden in Zusammenarbeit der AUDI AG mit dem Technologie Zentrum Steyr der Steyr Daimler Puch AG-Antriebstechnik (TZS) erarbeitet. Das verwendete FE-Modell des Getriebes enthält sämtliche Gehäuseteile, Deckel, Verschraubungen, Lager, Wellen und Zahneingriffe und ist an ein entsprechendes Motormodell angebunden. Die Steifigkeit der Wälzlager wird in einem iterativen Prozeß, unter Berücksichtigung des Verformungsverhaltens der Gehäuse und Wellen, ermittelt. Für die Berechnung der Gesamtstruktur werden die Spannungen und Verformungen aufgrund des Antriebsmomentes bei den Vorwärtsgängen und beim Rückwärtsgang berechnet. Der Flanschbereich zum Zylinderkurbelgehäuse ist aufgrund der Anregung durch den Motor dynamisch beansprucht. Daher sind die Eigenfrequenzen des Motor-Getriebeverbandes zu ermitteln und gegebenenfalls durch geeignete Maßnahmen auf unkritische Werte zu erhöhen. In der praktischen Umsetzung kann eine solche Erhöhung allerdings meist nur durch deutliche konstruktive Veränderungen erreicht werden. Die Beanspruchungen im Flanschbereich werden im Fahrbetrieb gemessen und dann am Prüfstand experimentell nachgebildet. Aufbauend auf diesen Prüfstandsergebnissen wird eine rechnerische Betriebsfestigkeitsanalyse durchgeführt, wobei die Wechselwirkung der äußerlich mehrachsigen Belastungen in die Schädigungsrechnung eingeht.
Strukturoptimierung eines neuen Getriebegehäuses aus Magnesium mit der FE-Methode
1998
12 Seiten, 7 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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