Nutzfahrzeug- und Pkw-Abgassysteme werden grundsätzlich thermomechanisch durch temperaturinduzierte Dehnungen sowie dynamisch durch motor- und fahrbahninduzierte Schwingungen beansprucht. Während etablierte Berechnungsmethoden die thermomechanische und die dynamische Beanspruchung durch den Verbrennungsmotor sehr gut abbilden, stellt die Fahrbahnanregung, bedingt durch das stochastische Anregungsprofil, eine besondere Herausforderung für die Simulation dar. Sie kann speziell im frühen Stadium der Entwicklung derzeit nur näherungsweise oder mit hohem Aufwand beim OEM selbst abgebildet werden. Auf Basis eines modifizierten Antwortspektrenverfahrens (ASV) wurde dafür jetzt eine Simulationsmethodik entwickelt, die hier vorgestellt wird. Es wird eine sehr gute Abbildung des dynamischen Verhaltens erreicht, was sich hinsichtlich der RMS-Spannungsverteilung und der maximalen von Mises-Spannungen quantifizierbar nachweisen lässt. Der Vergleich zur dynamischen zeitlichen Berechnung zeigt, dass die methodisch bedingten Abweichungen im niedrigen einstelligen Prozentbereich liegen. Mit dem modifizierten Antwortspektrenverfahren konnten beim untersuchten Abgassystem gegenüber der dynamischen Berechnung im Zeitbereich sowohl die Rechenzeit als auch die ausgelagerte Datenmenge um über 90 % verringert werden.
Berechnungsverfahren zur Lebensdauerabschätzung von Abgassystemen
Motortechnische Zeitschrift ; 75 , 1 ; 56-61
2014
6 Seiten, 6 Bilder, 2 Quellen
Article (Journal)
German
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