Für die Umsetzung des Leichtbaupotenzials bei der Entwicklung neuer Konstruktionen werden in der Automobilentwicklung seit einigen Jahren verstärkt numerische Optimierungsprogramme eingesetzt, die auf der Finiten-Elemente-Methode (FEM) basieren. Bei der Anwendung der Programme werden statische oder dynamische Lasten auf ein Ausgangsmodell aufgebracht und dieses hinsichtlich verschiedener Zielfunktionen (z. B. maximale Steifigkeit bei minimalem Gewicht) optimiert. Eine besonders große Wirksamkeit der Optimierungstools zeigt sich, wenn eine Vielzahl an Einflussgrößen auf das Systemverhalten vorhanden ist, wie dies zum Beispiel im Bereich der Crashberechnung häufig auftritt. Anhand von konkreten Beispielen wird in der vorliegenden Studie eine Methodik zur zielgerichteten Optimierung von Fahrzeugstrukturen hinsichtlich des Aufpralls von Impactoren aus der europäischen Richtlinie zum Fußgängerschutz vorgestellt. Im Gegensatz zur reinen Parameteroptimierung werden während des Ablaufs der Routine unter Einsatz von komplexen Morphing-Funktionalitäten auch Geometrievariationen am FE-Netz vorgenommen. Als Zielfunktion wird in den dargestellten Beispielen unmittelbar auf das Head Injury Criterion zurückgegriffen.
For the realisation of light weight design during the development of new constructions in the automotive industry an increasing usage of numerical optimisation tools that are based on Finite Element Methods (FEM) takes place. During the application of the programs statical and dynamical loads are applied on the basic model and this is optimised with respect to different target functions (e.g. maximum stiffness and minimum weight). A special efficiency of the optimisation tools is reached if the system response is dependent on a multitude of parameters, which is mostly the case in the field of crash simulation. In this study a method- ology for a purposeful optimisation of vehicle structures with respect to the impact of subsys- tems from the European directive for pedestrian safety is presented based on examples for different impact scenarios. Apart from a pure parametric optimisation the implemented morphing functionality allows complex geometric variations of the finite element mesh during the optimisation process. In the presented examples the objective refers directly to the Head Injury Criterion.
Einsatz von numerischen Optimierungsmethoden zur zielgerichteten Auslegung von Karosseriebauteilen unter Berücksichtigung der Anforderung Fußgängerschutz
Application of numerical optimisation methods for design of body parts under consideration of pedestrian safety requirements
2004
22 Seiten, 19 Bilder, 7 Quellen
Conference paper
German
CAE-basierte Optimierung hinsichtlich der Anforderung Fußgängerschutz
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