Die allgemeine Vorgehensweise der rechnerischen Betriebsfestigkeitsanalyse gliedert sich in vier Schritte: 1: Bestimmung der auf das Bauteil einwirkenden Schnittkraft-Zeitverläufe, z.B. aus gemessenen Radkräften. 2. Spannungsanalyse des Bauteils für Einheitslastfälle bzw. Bestimmung von Eigenfrequenzen und (Spannungs-)eigenformen. 3. Quasi-statische oder modale Superposition aufbauend auf 2. zur Bestimmung der elastizitätstheoretischen Spannungen an den Knoten im Zeitbereich. 4. Örtliche Schädigungsakkumulation zur Lebensdauerabschätzung an den Knoten. Für Blech, Schweißnähte und Schweißpunkte werden unterschiedliche Schädigungsmodelle verwendet. In einem ersten Methodenentwicklungsschritt zur CA-Betriebsfestigkeitsauslegung wurde ein Betriebslasten-Nachfahrversuch simuliert und im Abgleich zu Versuchsergebnissen bewertet. In diesem Versuch traten sowohl Anrisse im Blech als auch Versagen von Punktschweißverbindungen auf. Als Objekt für diesen ersten Verifikationsschritt kam ein Karosserie-Vorbau im Entwicklungsstadium einer Konzeptstudie zum Einsatz. Die Erkenntnisse aus diesem Projekt konnten in methodischen CA-Schnitten erschlossen und zur Lebensdauerauslegung eines Pkw-Vorderwagen in virtuellen Optimierungsschleifen produktiv in Anwendung gebracht werden. Die Schädigungsmodelle für Blech und Schweißpunkte werden aufgezeigt, der Hardware- und Versuchsaufbau erläutert und das Simulationsmodell des Karosserie-Vorbaus mit dem Modellaufbau und der Modellvalidierung beschrieben. Als ein Ergebnis der Optimierung wird der vordere Krafteinleitungsbereich des neuen Fahrzeugkonzepts dargestellt.
CA-Betriebsfestigkeitsoptimierung eines Vorderwagens
Computer aided optimization of a vehicle front section
1998
16 Seiten, 12 Bilder, 1 Tabelle, 9 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Karosserie , Auslegung (Dimension) , Konstruktionsmethodik , Betriebsfestigkeit , Rechneranwendung , Spannungsanalyse , Elastizitätslehre , Schadensakkumulation , Lebensdauer , Blech , Schweißverbindung , Rissbildung , Optimierung , mathematisches Modell , Simulationsmodell , Krafteinleitung , Finite-Elemente-Methode , rechnerunterstützter Entwurf
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