Steifigkeitsoptimierung an Fahrzeugen durch Bewertung von Bauteilverbindungen

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Steifigkeitsoptimierung an Fahrzeugen durch Bewertung von Bauteilverbindungen

Wüstenberg, H.

Eine Fahrzeugkarosserie in selbsttragender Blechbauweise besteht aus Einzelbauteilen, die durch eine geeignete Verbindungstechnik zusammengefügt werden. Die Karosserieentwicklung muss für die gegebenen Anforderungen einen steifen und leichten Rohbau erstellen. Im Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das auf der Basis der Finite-Elemente-Rechnung die Bewertung und Optimierung der Verbindungstechnik im Rohbau des Fahrzeugs vereinfacht. Die Steifigkeit einer Verbindung kann an den Kontaktflächen der Einzelbauteile in der Modalanalyse oder unter statischer Belastung bewertet werden. Geeignet für die Bewertung sind der Eigenvektor und die Formänderungsenergie für eine globale Eigenfrequenz, zur Illustration wurde die erste Torsionseigenfrequenz gewählt. Zunächst werden automatisiert die Kontaktflächen der Struktur ermittelt. Der Anteil der Kontaktflächen an der gesamten Oberfläche beträgt ca. 17 % in Massenanteilen ca. 19 %. Dieser Anteil muss bestmöglich für die Steifigkeit und Festigkeit der Karosserie genutzt werden. Aus den Resultaten der Modalanalyse werden die Bewertungskriterien auf den Kontaktflächen bestimmt und Daten zur Darstellung in den Auswertungsprogrammen erzeugt. Geeignete Kriterien sind die Relativbewegung der Bauteile und die Formänderungsenergie in den Kontaktflächen. Die Bewertung identifiziert Regionen mit Potenzial zur Verbesserung der Verbindungstechnik. In der gegenwärtigen Form ist das Verfahren als eigenständiger automatisierter Prozess realisiert.