Lineare statische Berechnungen
Steifigkeit
Für viele Bauteile ist es ausreichend, diese Form der Berechnung zu wählen. Vor allem bei zu erwartenden geringen elastischen Verformungen und festen Verbindungstechniken wie Schrauben und Schweißnähten ist die Linearisierung zugelassen.
So ist zum Beispiel die Biege- und Torsionssteifigkeit einer Karosserie ein lineares Problem. Das Know-How liegt dabei vor allem in der Wahl der Blechverbindungstechniken und der Auflagerbedingungen.
Für diese Kategorie empfehlen sich besonders die Programmsysteme MSC/Nastran, ABAQUS und ANSYS.
Festigkeit
Bei der linearen Festigkeitsanalyse werden die Spannungen im elastischen Bereich betrachtet. Bei hinreichend feiner Netzabbildung im Bereich hoher Spannungsgradienten und linearisierbarer Bauteilverbindung als auch Randbedingungen sind gute Ergebnisse zu erwarten.
In der Regel können die Berechnungsmodelle auch direkt für eine lineare Steifigkeitsanalyse verwendet werden.
Geeignet hierfür sind die Programmsysteme MSC/Nastran, ABAQUS und ANSYS.
Inertia Relief
Eine durch äußere Lasten beanspruchte Struktur wird mit den dagegen wirkenden Massenkräften ins Gleichgewicht gebracht. Durch diesen Sonderfall der linearstatischen Festigkeitsanalyse ist es möglich Bauteile ohne Lagerungseinfluss zu untersuchen.
Eingesetzt wird dieses Verfahren zum Beispiel häufig für die Spannungsermittlung von Karosseriestrukturen unter fahrdynamischen Lasten.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellungen empfehlen sich besonders die Progammsysteme MSC/Nastran, ABAQUS und ANSYS.
Beulen
Die mögliche Knicklast und das dazugehörige Ausknickverhalten, auch Beulenmethode, eines auf Druck beanspruchten Bauteils, findet im Fahrzeugbereich nur selten Verwendung.
Optimierung
Wir bieten die Topologie-, Blechdicken– und Shapeoptimierung an.
Die Topologieoptimierung nutzen wir häufig, um den Beschnitt von Blechstrukturen und den Materialeinsatz bei komplizierten Gussbauteilen zu optimieren. Dabei können die Bauteile unter der Beanspruchung mehrerer Lastfälle gleichzeitig optimiert werden. Aus der vom Programm übrig gelassenen Struktur wird dann unter Berücksichtigung der Fertigungsrandbedingungen, als auch aller funktionalen Aspekte, die neue Konstruktion erstellt.
Die Blechdickenoptiomierung wird benötigt, um zum Beispiel die Wandstärken einer Karosserie unter Berücksichtigung statischer als auch dynamischer Zielwerte optimal zu verteilen. Die neuen Blechdicken werden anschließend zusammen mit den Anforderungen aus dem Crash und der Festigkeit festgelegt.
Eine weitere Anwendung stellt die optimale Wandstärkenverteilung in einem Kunststoffspritzgussbauteil dar.
Bei der Shapeoptimierung lassen sich geometrische Abmessungen einer Struktur variieren.
Bei vorhandenem Geometriebezug können das zum Beispiel Radien, Durchmesser oder Körpermaße sein.
Liegen nur FE-Netze vor, kann die Struktur über eine entsprechende Parametrisierung von Knotenkoordinaten in ihren Grenzen verändert werden.
Lebensdaueranalyse
Bei der Abschätzung einer Bauteillebensdauer werden zuvor berechnete Spannungen einem Lebensdauerprogramm zugeführt.
Dabei kann die Beanspruchung mehrachsig sein.
Die Spannungen können einer linear/nichtlinear statischen Einheitslastrechnung oder einer linear/nichtlinear dynamische transienten Berechnung entnommen werden.
Durch die Abarbeitung vieler Lebendsdauerfragen, speziell im Bereich der Fahrzeugkarosserie, greifen wir auf ein sehr großes, in dem Bereich notwendiges Erfahrungspotential zurück.
Auf dem Gebiet der Festigkeit und Lebensdauer haben wir für einen namenhaften Automobilhersteller im deutschen Raum die Integration in den Entwicklungsprozess von Fahrzeugen durchgeführt. Aktuelle Anwendungen finden im Bereich Nutz- und Offroadfahrzeuge statt.
In Verbindung mit unserer Versuchsabteilung sind wir in der Lage von der Radlastvermessung an Gesamtfahrzeugen, der Schnittlastenerstellung bis hin zur Lebensdauersimulation den kompletten Ablauf anzubieten.
Die Lebensdaueranalysen werden mit dem umfangreichen Programm FEMFAT durchgeführt.
Temperaturberechnungen
Die Temperaturberechnung ist dann von besonderem Interesse, wenn geklemmte Komponenten in einem weiten Temperaturbereich betrieben werden. Dann können die natürlichen Spannungen des Körpers zu einer Schädigung der Komponenten oder einer inakzeptablen Verformung führen.
Immer wichtiger, um selbst Komponenten zu gewinnen, die aus verschiedenen Materialien bestehen. Hier können bimetallische Effekte viele negative Attribute mit sich bringen.