FE-DESIGN

Leichte Fahrwerkskomponenten bei komplexen Betriebs- und Miss­brauchs­lasten

Aufgabenstellung des Kunden

Fahrwerksteile müssen eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. Un­ter­schied­lichste Lastkollektive wirken im Betrieb auf sämtliche Fahr­werks­kom­po­nenten, wie z.B. Querlenker oder Radträger. Dementsprechend ist eine Auslegung hinsichtlich der Be­triebs­fes­tig­keit unverzichtbar. Gleich­zei­tig sind bestimmte Miss­brauchs­last­fälle zu berücksichtigen, die ebenfalls von dem Bauteil ertragen werden müs­sen. Dazu in Konkurrenz steht, dass die Bauteile aufgrund des Kli­ma­schut­zes und der En­er­gie­ef­fi­zienz möglichst leicht sein müssen.

Unsere Lösung: Topologieoptimierung, Ge­stalt­optimierung

Ausgehend von dem zur Verfügung stehenden Bauraum für einen Quer­len­ker wurde ein erster Entwurf mit Hilfe einer Topo­lo­gie­op­ti­mierung entwickelt. Das Ergebnis der To­po­lo­gie­optimierung wurde im CAD um­gesetzt.

Erfolg für den Kunden

Die gefundene Struktur erfüllte die Steifigkeitsanforderungen für alle relevanten Lastsituationen. Somit stellte der erste CAD-Entwurf bereits eine sehr gute Basis dar, bei dem nur das für die Funktion nötige Material verwendet wurde.
Durch eine nachgeschaltete Gestaltoptimierung auf Basis einer nichtlinearen FE-Berechnung wurden die plastischen Dehnungen signifikant reduziert und somit die Festigkeit des Bauteiles sichergestellt. Durch diese automatische Vorgehensweise konnte wertvolle Zeit gespart werden und gleichzeitig das volle Potential bei minimalem Gewicht ausgeschöpft werden.

Bauraum

Topologieoptimierung

Plastische Dehnung

Optimiertes Design

09.08.10