Accessible Requires Authentication Published by De Gruyter May 26, 2013

Festigkeits- und Betriebsfestigkeitsanalyse von PKW-Karosserien auf Basis virtuell ermittelter Betriebslasten*

Strength and Fatigue Analysis of Passenger Car Bodies Based on Vitually Determined Service Loads
Wolfram Lieven, Ulrike Warnecke, Alexander Schick and Hung Le-The
From the journal Materials Testing

Kurzfassung

Bei der Adam Opel GmbH werden in jedem Projekt konsequent die Statik und die Betriebsfestigkeit der Karosserie bereits ab den frühen Entwicklungsphasen rechnerisch simuliert. Die erforderlichen Belastungs-Zeit-Verläufe werden durch eine MKS-Simulation mit virtueller Prüfstrecke ermittelt. Um die Karosseriefestigkeit zu beurteilen, werden Schlaglochdurchfahrten mit nicht linearen FE-Modellen simuliert. Um die Betriebsfestigkeit zu errechnen, wird u.a. die Methode der Modalen Superposition für ein getrimmtes Karosseriemodell angewendet. So können relevante Schwachstellen detektiert werden, ohne dass zuvor Hardware gefertigt werden muss. Die Bestätigung der Ergebnisse erfolgt im Freigabeversuch. Es wird gezeigt, wie Modifikationen des MKS-Modells unter Berücksichtigung der Wechselwirkung mit dem FE-Modell die Belastungs-Zeit-Funktionen und damit die Bewertung der Karosserieperformance verändern.

Abstract

In every project at Adam Opel Company, the strength and fatigue limits of a passenger car body are determined consequently and during an early phase of development. The required load time histories are determined by a MBS simulation with a virtual test track. To evaluate the strength of a car body, driving through pot holes is simulated by respective non-linear finite element models. To calculate the fatigue strength the procedure of modal superposition for a trimmed body model is applied among others. By such procedure, relevant weak locations can be detected without previous build of hardware. Confirmation of the results is carried out by the release test. In the present contribution it is shown how modifications of the MBS Model under consideration of the interaction with the finite element model change the load time function and thus, the evaluation of the car body performance.


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Dieser Beitrag erschien bereits im DVM-Bericht 133 — Betriebsfestigkeit in der virtuellen Produktentwicklung.

Dipl.-Ing. Wolfram Lieven studierte Allgemeinen Maschinenbau an der Gerhard-Mercator Universität Duisburg und arbeitete anschließend dort als Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Werkstofftechnik. Danach wechselte er zur nCode International Ltd., wo er zuerst als Application Engineer für Software zur Lastdatenanalyse und Betriebsfestigkeitsberechnung und ab 2000 als Technical Manager D-A-CH arbeitete. Seit 2002 ist er bei der Adam Opel GmbH beschäftigt, zunächst als Simulations- dann als Projektingenieur im Bereich Body Fatigue Simulation. Seit 2005 ist er Gruppenleiter Body/Exterior Structure & Fatigue Simulation und Leiter des Fatigue Integration Teams.

Dr.-Ing. Ulrike Warnecke studierte an der Universität Hannover Maschinenbau mit Schwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik. Nach ihrer Promotion am Institut für Mechanik wechselte sie zur Adam Opel GmbH. Dort ist sie als Simulationsingenieurin in der Lastdatensimulation tätig.

Dr.-Ing. Alexander Schick studierte an der Universität Siegen Allgemeinen Maschinenbau und war dort bis Ende 2003 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Mechanik und Regelungstechnik. Nach seiner Promotion trat er in die Adam Opel GmbH ein und ist dort als Simulationsingenieur Body/Exterior Structure & Fatigue beschäftigt.

Dr.-Ing. Hung Le-The studierte Landmaschinentechnik an der FH Köln, danach Theoretischen Maschinenbau an der TU Berlin. Er promovierte am Institut für Luft- und Raumfahrt der TU Berlin. Seit 1985 ist er bei der Adam Opel GmbH beschäftigt, zunächst als Simulationsingenieur Chassis Betriebsfestigkeit und Fahrzeug Crash, dann ab 1996 als Projekt- Ingenieur NVH-Simulation. Seit 2006 ist er Sysem Engineer im Bereich Body/Exterior Structure & Fatigue Simulation.


Literatur

1 MSC.Software Corporation: MSC.Adams Pathbuilder, Handbuch Search in Google Scholar

2 B.Breuckmann: Vermessung von Fahrbahnprofilen, http://www.breuckmann.com/HTML/anwendungen.html (2004) Search in Google Scholar

3 U.Warnecke, D.Minen, R.Stenger, A.Skiadas, H.Ries: Virtual Road Load Data Acquisition with MSC. ADAMS/Car. MSC Virtual Product Development Conference EMEA (2004) Search in Google Scholar

4 Vehicle Simulation in MSC.ADAMS MSC.Adams Car, Handbuch Search in Google Scholar

5 R.Frezza, A.Saccon, D.Minen, Diego, C. Ortmann: SmartDriver: A Research Project for Closed Loop Vehicle Simulation, Proceedings 8th CAA Conference (2004) Search in Google Scholar

6 M.Gipser: F-Tire Parametrisierung, http://www.ftire.com Search in Google Scholar

7 MSC.Software Corporation: Nastran Handbook For Linear Dynamic Analysis Version 63 Search in Google Scholar

8 nCode International, nSoft 2004/FE- Fatigue Fatigue Theory Manual (2004) Search in Google Scholar

9 W.Lieven, U.Warnecke, T.Tran-Quoc: Virtuelle Dauerlaufauslegung von PKW- Karosserien, VDI-Berichte1846 (2004) Search in Google Scholar

10 W.Lieven, A.Schick, R.Stenger, F.Yousefi-Hashtyani: Virtuelle Bewertung von Fügestellen im Karosseriebau, DVM-AK Betriebsfestigkeit (2005) Search in Google Scholar

11 A.Schick, W.Lieven: Modellierungstechniken zur virtuellen Bewertung der Schweißpunktlebensdauer, Joining future lightweight concepts for car body, chassis and powertrain, Bad Nauheim (2006) Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-26
Erschienen im Druck: 2007-07-01

© 2007, Carl Hanser Verlag, München