Um den Entwicklungsprozess bei der Betrachtung von Karosseriebaugruppen in Komponententests bzw. -simulationen auf Basis einer zuverlässigen Beurteilung der Performance im Gesamtfahrzeug durchzuführen, besteht Bedarf nach einer geeigneten Methode, innerhalb von Komponentensimulationen ein zum Gesamtfahrzeug weitgehend konformes Verhalten entsprechender Karosseriestrukturen zu gewährleisten. In der Orientierung am Entwicklungsumfeld eines Systemlieferanten sollte vor allem die in der Substruktur-Methode vorhandene Notwendigkeit einer vorhergehenden Gesamtfahrzeugsimulation beseitigt werden. Um diese Zielsetzungen zu erreichen, wurde ein Ansatz zur komponentenbasierten Simulation entwickelt, der durch die Verwendung von Starrkörpern eine Alternative zur Substruktur-Methode bietet. Insgesamt kann mit dem Starrkörper-Ansatz mit größtenteils im Bereich von 0 bis 30 % liegenden Abweichungen in den untersuchten Lastfällen zwar generell eine brauchbare Wiedergabegenauigkeit zu den Ergebnissen im Gesamtfahrzeugmodell erzielt werden; es treten aber nicht vernachlässigbare Streuungen in den Ergebnisgrößen Deformationsenergie und Intrusion auf, abhängig jeweils vom betrachteten Fahrzeugmodell und vom Lastfall. Die Reduktion des Gesamtfahrzeugmodells auf die Umfänge eines Komponentenmodells ist mit dem Starrkörper-Ansatz im Pfahlaufprall und Seitenaufprall ECE-R95 auf den seitlichen Ausschnitt der Rohkarosserie, die Vordertür, den I-Tafel-Träger und die Sitzstruktur möglich, es lässt sich hier also die Reduktionsstufe R2 in den Komponentenmodellen umsetzen. In Bezug auf die Substruktur-Methode kann mit dem Starrkörper-Ansatz keine gleichwertige Wiedergabegenauigkeit erreicht werden. Bei Berücksichtigung aller aus der Sicht eines Systemlieferanten bestehenden Forderungen sind aber neben einer möglichst großen Wiedergabegenauigkeit auch der Bauteilumfang eines Komponentenmodells und die Abhängigkeit zu weiteren Gesamtfahrzeuginformationen entscheidend. Hierzu liefert der Starrkörper-Ansatz zunächst mit 76 % bis 86 % umsetzbarer Reduktion der Bauteilmenge eines Gesamtfahrzeugmodells ein brauchbares Ergebnis. Weiterhin konnte die in der Substruktur-Methode bestehende Notwendigkeit einer vorhergehenden Simulation des Gesamtfahrzeugs aufgehoben werden, denn an zusätzlichen Informationen werden nur die Masseneigenschaften der umliegenden Fahrzeugbereiche benötigt.
For several years, automotive development is carried out as an interaction of OEMs and system suppliers for vehicle components. As a consequence, on the suppliers side an increasing need arises, to optimize the own range of products already in their own development process, being able to provide innovative and highly qualitative system components. The research project Conceptual design of critical automotive body structures using component based modelling and analysis involved FEM-Simulation applied in crash behaviour and fatigue prediction of automotive structures. The research work presented in this paper focusses on component based modelling of partial car body structures under the influence of side impact. Especially for the side crash load cases ECE-R95 with deformable barrier and pole side impact (EuroNCAP), which were investigated in this work, the process of design and optimization of parts on the lateral body structure is accomplished in most cases by setting up a full vehicle model for FEM-Simulation. Most often, from the suppliers point of view, a full car model is however not available for the use in his own simulation environment. At this point a supplier for body parts is being confronted with the problem of attempting to develop competitive products and the condition, that information of the surrounding structure is needed to correctly predict the interaction of the suppliers parts and the adjacent structures. It was intended to solve this problem by using a suitable approach in the setup of component models. The process of extracting component models adjusted to the load cases mentioned above is presented and the reliability of results obtained with the use of the component model with respect to results from the according full car simulation is investigated. The challenge herein is to reduce the amount of parts inside the partial structure but without appreciable loss of the quality in results. By means of several car models the correlation of the rate of part reduction due to the deduction of component models and the related decrease of the quality in results is presented.
Komponenten-Berechnungsmodelle von Pkw-Karosserien für Seitenaufpralllastfälle
Analysis of component based modelling for car body structures subjected to side impact
2012
16 Seiten, 10 Bilder, 2 Tabellen, 9 Quellen
Conference paper
Storage medium
German
Komponenten Berechnungsmodelle von Pkw Karosserien
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