Automatisierte Schweißpunktgenerierung in FEM-Karosseriemodellen, optimierte Anordnung, Bewertung von Steifigkeit und Lebensdauerabschätzung

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Automatisierte Schweißpunktgenerierung in FEM-Karosseriemodellen, optimierte Anordnung, Bewertung von Steifigkeit und Lebensdauerabschätzung

Mayer, A. / Haidann, J. / Kepplinger, G.

Eine effiziente Möglichkeit der Optimierung des Entwicklungsprozesses in der Automobilindustrie mit großem Potenzial hinsichtlich Zeit, Kosten und Qualität ist die Erfassung und Abstimmung komplexer Sachverhalte am Fahrzeug mit Hilfe der theoretischen Simulation. Im vorliegenden Bericht wird ein Schritt für die Optimierung des Betriebsfestigkeitsablaufes im Bereich der Karosseriesimulation vorgestellt. Durch die Verwendung von netzunabhängigen Schweißpunkten bei der FEM-Simulation von Karosserien ist eine Reduktion des Modellerstellungsaufwandes von mindestens 30 % gegeben. Karosseriemodelle mit netzunabhängigen Schweißpunkten bieten deutliche Vorteile bei der Modellerstellung, entsprechende Verfahren zur Lebensdauerabschätzung standen bis jetzt nicht zur Verfügung. In der Praxis erfolgt die FE-Modellerstellung durch die Ableitung dieser Modelle aus den CAD-Daten. Mittels einer sog. Berechnungsübergabeliste werden bei SFT die zur Simulation erforderlichen Einzelteile aus dem DMU angefordert. Ebenso erfolgt die Versionsverwaltung sog. Hauptberechnungsvarianten mit dieser Berechnungs-Übergabeliste, welche eine Teilmenge der Rohbaustückliste darstellt. Die Schweißpunktinformationen werden in Abhängigkeit von der Projektphase, der Verfügbarkeit und dem Ziel der Simulation in unterschiedlicher Weise von der Konstruktion übertragen bzw. in das FE-Modell eingebracht. Durch das neue Verfahren entstehen zusätzliche Wege der Steifigkeitsoptimierung von Karosserien, die bisher zu aufwändig bzw. zu zeitintensiv oder auch rein funktionell nicht möglich waren. Es ist zweckmäßig, die Betriebsfestigkeitsentwicklung durch die theoretische Betriebsfestigkeitssimulation in der virtuellen Phase zu unterstützen. Im Beitrag wird neben der ausführlichen Diskussion der FE-Modellerstellung auf Modellvalidierung, Steifigkeitsoptimierung an statischen Lastfällen, Steifigkeitsoptimierung anhand von Last-Zeit-Verläufen sowie die Lebensdauerabschätzung eingegangen.