Strukturauslegung für den Fahrzeug-Crash ist schwierig aufgrund von nicht-linearem mechanischen Verhalten, vielen Freiheitsgraden, Informationsmangel und Randbedingungen, die sich ständig im Laufe des Entwicklungsprozesses ändern. Entwicklungsarbeit wird durch einen hohen Grad an Verteilung und Vernetzung erschwert: sie erfolgt in vielen unterschiedlichen Abteilungen, und es gibt neben Crash noch weitere Disziplinen, deren Anforderungen an die Fahrzeugstruktur erfüllt werden müssen. Im hier vorgestellten Verfahren wird die Fahrzeugstruktur modularisiert, d.h. in einzelne Komponenten zerteilt. Durch spezielle neuartige stochastische Verfahren werden von der geforderten Crashperformance des Gesamtfahrzeugs Auslegungsziele in Form von Zielkorridoren für einzelne Strukturkomponenten abgeleitet. Erreichen alle Komponenten ihr Auslegungsziel, ist sichergestellt, dass das Gesamtsystem im nichtlinearen Zusammenspiel aller Komponenten das übergeordnete Ziel erreicht. Strukturkomponenten können so effizient und unabhängig vom Gesamtsystem optimiert werden. Ziel ist es dabei, mit minimalem Gewicht und geringen Kosten die Mitte des Toleranzbereiches zu erreichen und damit möglichst große Systemrobustheit sicherzustellen. Zusätzlich können Auslegungsziele aus anderen Disziplinen, wie Steifigkeit oder Betriebsfestigkeit, durch multi-disziplinäre Optimierung berücksichtigt werden. Crash-Auslegungsziele für Strukturkomponenten können durch Variation von Form, Topologie und Wandstärken erreicht werden. Dafür genügt es, eine Komponente alleine, d.h. aus dem Gesamtfahrzeug herausgelöst, zu betrachten. Mit geeigneten parametrischen Geometriemodellen und automatischer Erstellung eines Finite-Elemente-Netzes können so Lösungen über numerischer Optimierung berechnet werden. Beispielhaft wird der Motorträger eines Fahrzeuges für den USNCAP-Front-Crash optimiert .

    Designing vehicles for crash is difficult due to non-linear mechanical behavior, many degrees of freedom, lack of information and boundary conditions that change over the course of the development process. In addition, design work is distributed over several departments and requirements from other disciplines, such as acoustics or vehicle dynamics, have to be satisfied. In the approach presented here, the vehicle structure is subdivided into separate components. Using particular stochastic simulation techniques, design goals for structural components are derived from vehicle design goals and expressed as permissible intervals or corridors for the component performances. Reaching all component design goals ensures that the vehicle system reaches its goals. Structural components may now be optimized independently of the surrounding structure. The objective is to arrive in the middle of the corridors for best robustness, while keeping weight and cost low. As component design goals are expressed as intervals providing a certain tolerance, design with respect to requirements from other disciplines is possible. Component design goals may be reached by varying the topology, shape or sheet thickness of structural members. Using appropriate parametric geometry models and automatic FE mesh generation, solutions may be generated by numerical optimization. As an example, the front rail of a vehicle is optimized for the USNCAP frontal crash.


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    Title :

    Optimierung von Subsystemen der Fahrzeugstruktur für den Front-Crash


    Additional title:

    Subsystem optimization of the vehicle structure for a frontal crash


    Contributors:
    Zimmermann, M. (author) / Wölfle, F. (author) / Zimmer, H. (author) / Schäfer, M. (author) / Duddeck, F. (author)


    Publication date :

    2012


    Size :

    16 Seiten, 14 Bilder, 18 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




    Optimierung von Subsystemen der Fahrzeugstruktur fuer den Front Crash

    Zimmermann,M. / Woelfle,F. / Zimmer,H. et al. | Automotive engineering | 2012


    Optimierung von Subsystemen der Fahrzeugstruktur fur den Front-Crash

    Zimmermann, M. / Wolfle, F. / Zimmer, H. et al. | British Library Conference Proceedings | 2012


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