Die Strukturoptimierung mit Balken-Schalen-Modellen ist eine seit Jahren bei BMW eingeführte Vorgehensweise, um bereits in der Konzeptphase beurteilen zu können, ob eine Fahrzeugkarosserie die an sie gestellten Anforderungen erfüllt. Hiermit können neben generellen Aussagen über die funktionale Umsetzbarkeit einer Neuentwicklung auch Aussagen über die Dimensionierung einer optimalen Struktur gemacht werden. Eine optimale Struktur ist hierbei die Struktur, die alle Anforderungen bei möglichst geringem Gewicht erfüllt. Die Strukturoptimierung erfolgt dabei mittels FEM mit der Software MSC.Nastran mit speziell hierfür erstellten FE-Modellen. Bei diesen Modellen handelt es sich nicht wie sonst üblich um reine Schalenmodelle. Vielmehr sind die trägerartigen Karosseriebereiche, über die ein Großteil des Kraftflusses stattfindet, als Balken-Elemente modelliert. Die Gestaltoptimierung erfolgt mit den Parametern der Balkenquerschnitte. Hierfür erfolgt eine Konvertierung der realen Balkenquerschnitte in Standardquerschnitte, um geometrische Parameter zu Optimierung zu erhalten. Berechnet werden verschiedene statische und dynamische Lastfälle, um die Einhaltung der Zielvorgaben bzgl. statischer und dynamischer Steifigkeit sowie Schwingungskomfort zu ermitteln. Das Ergebnis der Optimierung gibt dem Konstrukteur die Vorgaben, wie er die Querschnitte der einzelnen Karosseriebereiche zu gestalten hat. Eine wesentliche Weiterentwicklung erfolgt im Moment mit Anpassung der Berechnungsumgebung an eine neu eingeführte Beschreibungsmöglichkeit von MSC.Nastran-Balkenelementen, wobei beliebige Querschnittsformen geometrisch parametrisiert und somit optimierbar sind.


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    Titel :

    Numerische Strukturoptimierung mit Balken-Schalen-Modellen


    Beteiligte:
    Kroiss, M. (Autor:in) / Schneeweiß, H. (Autor:in) / Cremers, L. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2007


    Format / Umfang :

    12 Seiten, 7 Bilder, 5 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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