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Leichtbau-Gipfel 2015 Leichtbau und die digitale Wertschöpfungskette

| Redakteur: Thomas Günnel

In der Session „Technologien“ auf dem Leichtbau-Gipfel 2015 in Würzburg, widmeten sich Referenten von EDAG, Brose und Polytec unter anderem der Simulation und der FE-Modellvalidierung.

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Referenten von EDAG, Brose und Polytec widmeten sich in der Session „Technologien“ auf dem Leichtbau-Gipfel 2015 in Würzburg unter anderem der Simulation und der FE-Modellvalidierung.
Referenten von EDAG, Brose und Polytec widmeten sich in der Session „Technologien“ auf dem Leichtbau-Gipfel 2015 in Würzburg unter anderem der Simulation und der FE-Modellvalidierung.
(Foto: Stefan Bausewein)

Dr. Wolfgang Seeliger, Moderator der Session und Geschäftsführer der Leichtbau BW, konkretisierte das Thema der Vortragsreihe zu Beginn auf „Digitalisierung der Wertschöpfungskette“. Thomas Resch, Leiter der Simulations-Vorentwicklungsgruppe bei Brose, referierte entsprechend zur Simulation thermoplastischer Leichtbaumaterialien und wie die Komplexität in der Produktentwicklung mittels Simulation beherrschbarer wird. Resch zeigte aber auch Grenzen aktueller Simulationsmodelle auf. Die Simulation solle ein tieferes Prozessverständnis bieten. Neue Materialien erforderten aber zum Beispiel neue Werkstoffprüfungen. Resch verdeutlichte zudem das Thema Funktionsintegration. Am Beispiel einer Sitzwanne mit integriertem Federelement verwies er auf die Gewichtsreduktion von 20 Prozent, verglichen mit dem entsprechenden Serienbauteil. Bei Türmodulen betrage der Anteil des gesparten Gewichts je nach Ausstattung des Fahrzeugs zwischen 30 bis 35 Prozent.

Multi-Material-Bauweise bei Schienenfahrzeugen

Sven Orloff von EDAG Engineering zeigte am Beispiel des Schienenfahrzeugbaus, wie sich das Gewicht mittels Multi-Material-Bauweise senken lässt. Anhand des Verbundforschungsprojektes ULWAK (Ultraleichter Wagenkasten) zeigte Orloff auf, wie sich mittels Multi-Material-Bauweise das Gewicht des Wagenkastens im Rohbau um bis zu 30 Prozent senken ließ. Die Konzeption und Berechnung der Bauteile erfolgte mittels der FE-Methode. Schwerpunkte von EDAG waren dabei laut Orloff unter anderem die Konzeption und Auslegung der Seitenwand mit Organoblechverstärkung.

FE-Modellvalidierung im Leichtbau

Neue Materialmixe erfordern neue Verbindungstechniken. Die Validierung strukturdynamischer Finite-Elemente-Modelle ist dabei laut Dipl.-Ing. Jörg Sauer von Polytec zwingend. Die notwendigen Daten liefere die experimentelle Modalanalyse. Bei automobiltypischen Leichtbauelementen, etwa dünnwandigen oder schalenartigen Konstruktionselementen, profitiere der Validierungsprozess von Messungen mit hoher räumlicher Auflösung. Sauer zeigte in seinem Vortrag auf, wie die Validierung bei höheren Frequenzen zu genaueren Modellen führen kann. Weitere Ansätze sind laut Sauer räumlich hoch aufgelöste Messdaten, die mittels eines Laser-Doppler-Vibrometers erzeugt wurden. Im Mittelpunkt der Methode stehen dabei die schwer zu modellierenden Fügestellendämpfungen, der Einfluss lokaler Moden sowie die Integration des Validierungsprozesses in den CAE-Prozess.Zusammenfassend gab Sauer einen Ausblick auf die Anwendung des Verfahrens für die Qualitätssicherung von CFK-Konstruktionsmodellen, basierend auf dem so genannten Lambwellenverfahren. Lamb-Wellen sind dabei Schwingungen einer Platte, bei denen Auslenkungen senkrecht und parallel zur Platte auftreten.

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