Ein digitales Werkzeug zur Lebensdauerbewertung flexibler Bauteile
Ingenieure benötigen effiziente Simulationswerkzeuge, um die Anordnung flexibler Strukturen wie Kabel und Schläuche in der virtuellen Produktentwicklung von Fahrzeugen, Flugzeugen oder medizinischen Geräten darzustellen. Während die interaktive Simulation verformter Teile von flexiblen Objekten Stand der Technik ist, ist eine vergleichbare praxisnahe Simulation mechanischer Belastungen, kombiniert mit einer Vorhersage des Einflusses der Maschinendynamik auf die Lebensdauer flexibler Teile, trotz hoher Nachfrage aus der Industrie noch nicht verfügbar. Digitale Werkzeuge, die in frühen Stadien der Produktentwicklung eingesetzt werden, sollten nicht nur optimierte Darstellungen der Geometrie liefern, sondern auch die Belastungen vorhersagen, die während des Gebrauchs auf das Produkt wirken, da diese die Haltbarkeit und die Garantieleistung stark beeinflussen. ... Mehr
Der Hauptumfang dieses Projekts ist die Simulation dynamischer Effekte von Kabeln und Schläuchen, die Bewegungen mit hohen Beschleunigungen ausgesetzt sind, und Haltbarkeitsanalysen durch Abschätzung von Schadenswerten an Kabeln und Schläuchen unter Bewegungseinfluss. Solche Simulationen sind besonders im Motorraum oder in den Aufhängungsbereichen eines Autos von Interesse oder während der Bewegungen eines Industrieroboters, wo das Schlauchpaket sowohl dynamischen- als auch Trägheitseffekten unterliegt.
Die Projektergebnisse zeigen, dass es möglich ist, die dynamischen Effekte von Kabeln und Schläuchen, die sich mit hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen bewegen, genau zu simulieren und Schadenswerte abzuschätzen. Damit ist es auch möglich, Lebensdauerabschätzungen im Vergleich zu einer bestimmten Grundkonfiguration eines Kabels oder Schlauches vorzunehmen. Um jedoch absolute Lebensdauervorhersagen von Kabeln und Schläuchen treffen zu können, benötigt man sogenannte Wöhlerkurven. Wöhlerkurven für solch komplexe Materialien sind im Allgemeinen nicht leicht verfügbar, und es erscheint unrealistisch, dass dies in naher Zukunft der Fall sein wird. Daher ist die vergleichende Lastdatenanalyse das bevorzugte Konzept.
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