02 Struktursteifigkeit und Betriebsfestigkeit GPT Flashcards
Welche Hauptbelastungsarten gibt es in der Karosseriestruktur?
- Biegung
- Torsion
- Plastische Verformung (Crash)
Was ist der Torsionswinkel und wodurch wird er beeinflusst?
Der Torsionswinkel beschreibt die Verdrehung zwischen Vorder- und Hinterachse, stark beeinflusst durch die Seitenwandverformung und querliegende Strukturelemente.
Welche Prüfmethoden werden zur Bestimmung der Karosseriesteifigkeit genutzt?
- Statische Versuche durch Belastung mit Gewichten
- Torsionsprüfung mit aufgebrachten Momenten
- Numerische Simulationen
Welche Eigenfrequenzen sind für die Schwingungsanalyse relevant?
- Erste Torsionseigenfrequenz (kritisch für ‘body-shake’)
- Biegeeigenfrequenz
- Frequenz der Hub-, Nick- und Wankschwingungen
Was versteht man unter Betriebsfestigkeit?
Die Betriebsfestigkeit beschreibt das Verhalten und Versagen von Bauteilen unter der Einwirkung stochastischer Betriebslasten.
Welche Methoden werden zur Lebensdauervorhersage genutzt?
- Simulationen basierend auf Belastungsanalysen
- Experimentelle Lebensdauernachweise auf Prüfständen
- Fahrversuche auf Teststrecken
Wie kann die Betriebsfestigkeit von Bauteilen verbessert werden?
- Optimierung der Konstruktion
- Anpassung der Werkstoffauswahl
- Oberflächenverfestigung und verbesserte Fertigungsmethoden
Was sind die drei Hauptarten der Ermüdungsfestigkeit?
- Kurzzeitfestigkeit (<50.000 Schwingspiele)
- Zeitfestigkeit (50.000 - 2.000.000 Schwingspiele)
- Dauerfestigkeit (>2.000.000 Schwingspiele)
Was ist der Unterschied zwischen Schwingfestigkeit und Betriebsfestigkeit?
Schwingfestigkeit basiert auf periodischen Belastungen, während Betriebsfestigkeit zufällige/stochastische Belastungen betrachtet.
Welche Prüfmethoden gibt es für die Betriebsfestigkeit?
- Servohydraulische Prüfanlagen
- Fahrversuche auf Teststrecken
- Rechnerische Simulationen (FEM, Lastkollektive)
Warum sind Schlechtwegstrecken für die Betriebsfestigkeitsprüfung wichtig?
Sie ermöglichen eine zeitlich geraffte Prüfung von Bauteilen unter realistischen und stark belastenden Bedingungen.
Was ist die Palmgren-Miner-Regel?
Eine Methode zur Schadensakkumulation, die davon ausgeht, dass Schädigungen linear mit der Lastspielzahl zunehmen.
Welche Schwächen hat die Palmgren-Miner-Regel?
- Vernachlässigung der Lastreihenfolge
- Annahme, dass Belastungen unterhalb der Dauerfestigkeit keine Schädigung verursachen
- Tendenz zur Überschätzung der Lebensdauer
Was sind alternative Modelle zur Palmgren-Miner-Regel?
- Elementar-Miner-Regel: Berücksichtigt Schädigungen auch unterhalb der Dauerfestigkeit
- Modifikation nach Haibach: Anpassung der Steigung für bessere Lebensdauervorhersagen
Welche Faktoren beeinflussen die Betriebsfestigkeit eines Bauteils?
- Konstruktion
- Belastung
- Werkstoffauswahl
- Fertigungsmethoden
- Kosten
Wie kann die Betriebsfestigkeitssimulation die Entwicklung optimieren?
- Frühe Schwachstellenanalyse
- Vergleich von Varianten
- Kosteneinsparung durch Reduzierung physischer Tests
Welche Prüfmethoden gibt es zur Betriebsfestigkeitsanalyse?
- Messung realer Belastungen
- Rechnerische Simulationen
- Nutzung standardisierter Lastkollektive
Was sind die Hauptziele von Lebensdauerberechnungen?
- Identifikation kritischer Lastbereiche
- Reduktion von Versagensrisiken
- Optimierung der Bauteildimensionierung
Welche Testverfahren gibt es für Temperaturtests?
- Hochtemperaturtests in Wüstenregionen (z.B. Namibia, Death Valley)
- Kältetests in Polargebieten (z.B. Schweden, Finnland)
Wie unterscheiden sich radgekoppelte und achsgekoppelte Prüfstände?
Radgekoppelte Prüfstände testen Fahrzeuge durch Anregung der Räder.
Achsgekoppelte Prüfstände simulieren zusätzlich Quer- und Längskräfte.
Was ist der Vorteil von Schwingspielreduktion durch Zeitraffung?
Die Testdauer wird verkürzt, ohne das reale Versagensverhalten zu verändern, wenn es korrekt durchgeführt wird.
Welche Rolle spielen servohydraulische Prüfanlagen?
Sie simulieren realistische Belastungen im Labor, indem sie Kräfte und Wege exakt nachbilden.
Was ist die Bedeutung der Wöhler-Linie?
Sie beschreibt das Ermüdungsverhalten eines Werkstoffs in Abhängigkeit von der Lastspielzahl und der Spannungsamplitude.
Welche Faktoren beeinflussen den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit?
- Hohe Biege- und Torsionssteifigkeit der Karosserie
- Optimale Abstimmung von Federn und Dämpfern
- Reduktion unerwünschter Schwingungen
