Aufgrund der Leichtbauanforderungen gewinnt bei der Auslegung von Fahrwerks- und Karosseriestrukturen das Überlastverhalten infolge von Fahrzeugmissbrauch zunehmend an Bedeutung. Eine rein hardware-basierende Absicherung des Gesamtfahrzeugverhaltens ermöglicht jedoch keine konzeptionelle und zielgerichtete Berücksichtigung des Überlastverhaltens bei der Auslegung. Zur Ermittlung von grundlegenden Aussagen setzt BMW die Missbrauchssimulation bereits in der frühen Phase des Produktentstehungsprozesses ein. Bei Missbrauch fällt ein Bauteil in der Regel durch eine unzulässige, plastische Deformation oder einen Gewaltbruch aus. Es gilt jedoch das Prinzip 'Verformung-vor-Bruch'. Ein wichtiges Kriterium innerhalb der Missbrauchabsicherung ist die eindeutige Signalisierung einer aufgetretenen Überbeanspruchung an den Benutzer. Dies kann z.B. durch eine deutliche Schiefstellung des Rades, eine außermittige Lenkradstellung bei Geradeausfahrt oder einen merklichen Schlag in der Felge erfolgen. Die Eindeutigkeit der Signalisierung bedingt eine definierte Schadensreihenfolge, die sogenannte Schadenskette. Durch definierte Deformationsebenen wird nach einem Missbrauch nur leicht zu wechselnde, relativ preisgünstige Teile wie Räder oder Lenker ausgetauscht. Wird das Achsverhalten nicht auf eine solche Schadenskette hin ausgelegt, steht dem ein deutlich kostenintensiverer Karosserieschaden gegenüber. Aus der Fülle der Überlastereignisse stellen vor allem die Hindernisüberfahrten sowie Bordsteinanfahrten mit eingeschlagenen Rädern (Rempeltest) äußerst komplexe und somit anspruchsvolle Fahrzeugversuche dar. Der Missbrauchabsicherungsprozess bei BMW wird beschrieben. Zur Simulation des Missbrauchverhaltens wird ein expliziter, nichtlinearer Finite-Elemente-Solver verwendet, der auch für die Gesamtfahrzeug-Crashberechnung eingesetzt wird. Durch die gemeinsam verwendeten Crashmodelle wird eine durchgängige Prozesskette mit vergleichsweise geringem Modellierungsaufwand erreicht. Hinsichtlich der Kraft- und Deformationsverhältnisse müssen die Komponentenmodelle entsprechend erweitert werden. Kurz vor Ende des Entwicklungsprozesses erfolgt eine Überprüfung der Simulationsergebnisse am Vorserienfahrzeug. Beim Rempeltest ergab der Vergleich simulierter und gemessener Schnittkräfte eine gute Übereinstimmung.
Absicherung gegen die Folgen von Missbrauchereignissen in der PKW-Entwicklung am Beispiel des Rempeltests
2004
11 Seiten, 8 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German
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