Es ist die Aufgabe der (Schwing-)Festigkeitsauslegung von Fahrzeugbauteilen sicherzustellen, dass bei ordnungsgemäßem Gebrauch in Kundenhand keine sicherheitsrelevanten oder auch nur wirtschaftlich relevanten Schäden entstehen. Auch bei Nutzung außerhalb eines ordnungsgemäßen Gebrauchs sollen Schäden, soweit sinnvoll, vermieden oder minimiert werden. Hierfür werden, gestützt auf eine langjährige Felderfahrung, umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen an Bauteilen, Baugruppen und Gesamtfahrzeugen durchgeführt, die insgesamt ein hohes Niveau an Zuverlässigkeit und Aussagesicherheit garantieren. Im Folgenden wird ein Überblick über wesentliche Elemente des Betriebsfestigkeitsnachweises für Kraftfahrzeugstrukturen gegeben. Für den Lebensdauer- und Betriebsfestigkeitsnachweis stellt die Ableitung von Auslegungsforderungen ein zentrales Element dar. Für den Nachweis werden integrierte Ansätze verfolgt, bei denen aufwändige experimentelle Untersuchungen auf Prüfständen und Dauerlaufstrecken zunehmend durch Anwendung und Weiterentwicklung der numerischen Betriebsfestigkeitssimulation ergänzt und erweitert werden. Für den Festigkeitsnachweis wird ein aus Versuchen abgeleitete Master-Wöhlerlinie verwendet, die - im Idealfall - für unterschiedlichste Last- und Geometriekonfigurationen eine einzige Linie bzw ein enges Streuband darstellt. Die Lebensdauerabschätzung erfolgt durch die Verknüpfung der Schnittlast-Zeit-Folgen mit den Spannungsverteilungen für die einzelnen Bauteile. Da in der Regel mehrere Schnittlastkanäle in einem Bauteil angreifen (im Fall Rohkaroserie bis zu über 100 Lastkanäle = Schnittgrößen zwischen Fahrwerk, Aggregatelagerung und Karosserie), erfolgt eine Superposition der Spannungsverteilungen im linear-elastischen Bereich. Der Prozess wird durch kommerziell verfügbare Software-Tools (wie FEMFAT, Virtual Lab, MSC Fatigue etc) organisiert. Da hierbei große Datenmengen mit relativ hohen Rechenzeiten zu bewältigen sind, werden unterschiedliche Strategien zur Begrenzung des Rechenaufwandes auf hochbelastetete Bauteilbereiche angewandt.
Experimentelle und numerische Ansätze für den Lebensdauernachweis von Kraftfahrzeugstrukturen
Experimental and numerical approaches for the fatigue evaluation of automotive structures
2006
16 Seiten, 10 Bilder, 18 Quellen
Conference paper
German
Simulation von Betriebsbeanspruchungen zum Lebensdauernachweis von Fahrzeugraedern
Tema Archive | 1984
|Rainflow - das Werkzeug für den Lebensdauernachweis von Fahrzeugen
Tema Archive | 1994
|Belastungsprogramm fuer den experimentellen Lebensdauernachweis an der PC-12
British Library Conference Proceedings | 1995
|Experimentelle und numerische Vorgehensweisen
Springer Verlag | 2022
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