Der experimentelle Festigkeitsnachweis an sicherheitsrelevanten Fahrwerkskomponenten hat gegenüber den numerischen Verfahren den Vorteil die benötigten Eingangsdaten (Kräfte, Momente, Korrelationen etc.) durch Messungen jederzeit erfassen und in geeigneten Versuchsständen die Ergebnisse verifizieren zu können. Dieser Beitrag stellt die Einbindung von bewährten experimentellen Verfahren zum standardisierten Betriebsfestigkeitsnachweis von sicherheitsrelevanten Fahrwerkskomponenten in einem Softwarepaket vor, die zur frühestmöglichen Festigkeitsbewertung einen automatisierten Berechnungslauf ermöglicht. Das vorgestellte Verfahren basiert auf den Methoden zum experimentellen Lebensdauernachweis. Abweichend von den Lösungen marktüblicher Software wurden dabei die Verfahren speziell auf die Bedürfnisse der betrachteten Bauteil- bzw. Baugruppen hin entwickelt. Damit konnten notwendige Randbedingungen mit großer Übereinstimmung zur Realität besser in die Verfahren eingebunden werden. Zudem enthalten die Ergebnisse eine klar verständliche rechnerische Betriebsfestigkeitsaussage. Das Konzept der vorgeschlagenen Vorgehensweise umfasst als ersten Schritt die Ermittlung der zu erwartenden äußeren Betrieblasten in deren Höhe, Häufigkeit und auftretenden Korrelationen. Die daraus physikalisch definierten Einzellastfälle dienen dazu auf Basis von Kinematikmodellen die Komponentenbelastungen zu errechnen, unter Berücksichtigung der tatsächlichen Achskinematik und der durch die Steifigkeitsverhältnisse sich einstellenden Verformungen des Systems. Mit der anschließenden Finite Elemente Berechnung der Komponenten unter den ermittelten Schnittlasten werden die Beanspruchungen in allen Systempunkten ermittelt. Zur Beurteilung der Komponente werden darauf aufbauend die Häufigkeitsverteilungen nach physikalischen Lastfällen eingeführt und nach dem Konzept der örtlich erforderlichen Beanspruchbarkeit automatisiert iterative Schädigungsrechnungen durchgeführt. Um diese numerische Vorgehensweise zu verifizieren wurden die Berechnungen in der oben beschriebenen Weise für eine PKW-Vorderachse durchgeführt.
High reliability is expected from the results of the numerical fatigue strength evaluation at suspension components due to the shortened development time. The integration of experimental methods used and approved for the experimental proof out of suspension components and respective analysis concepts in the numerical fatigue strength evaluation is proposed in this paper to exploit the potential of the computer based evaluation and dimensioning. The integration of affirmed concepts for the standardised experimental proof out of suspension components in the numerical dimensioning is shown for the very early design stage. The procedure is applied for car, truck and trailer suspensions. The verification of the method by the comparison between twelve channel test rig results and the numerical simulation show the potential of the applied procedure.
Virtuelle Produktentwicklung von Fahrwerkskomponenten auf Basis experimenteller Betriebsfestigkeits-Methoden unter Berücksichtigung des Systemverhaltens Fahrwerk
Virtual development of suspension components based on experimental durability testing methods
2005
18 Seiten, 15 Bilder, 12 Quellen
Conference paper
German
Fahrwerk - Leichtbau von Fahrwerkskomponenten
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