02 Struktursteifigkeit und Betriebsfestigkeit IMPORT Flashcards
Wo sind Testfahrten noch sinnvoll abgesehen von einer Straße mit “Normalbedingungen”?
- Schlechtwegstrecken
- spezielle Teststrecken / Rennstrecken
- sehr heiße oder kalte Orte
- Staubstrecken / Salzwasserdurchfahrten
Wie verändern sich die Eigenfrequenzen der Karosserie bei voranschreitendem Ausbauzustand (Rohkarosserie bis fertiges Fzg)?
Wie wirkt sich das Einkleben der Scheiben aus?
Eigenfrequenzen sinken tendenziell mit Ausbauzustand,
eingeklebte Scheiben erhöhen die Torsionseigenfrequenz stark
Wichtigste Schwingungsformen des Fahrzeugaufbaus und jeweiliger Frequenzbereich? Liegt an den Anregungspunkten (Radaufhängung) ein Schwingungsknoten oder -bauch vor?
Welche ist kritischer und warum?
Torsionseigenschwingung (1. Ordnung): 20-25 Hz, Schwingungsbauch
Biegeeigenschwingung (1. Ordnung): 30-35 Hz, Schwingungsknoten
Torsion ist kritischer, da Eigenfrequenz näher an Radeigenfrequenz und weil ein Schwingungsbauch vorliegt
Wichtigste Komponenten des servohydraulischen Prüfstandes?
Typischer Systemdruck?
Prüfzylinder mit Servoventilen, Druckölversorgungsanlage, Steuereinheit
210 bis 320 bar
Welche beiden Methoden gibt es, um ein Prüfsignal für den Betriebsfestigkeitsnachweis zu generieren? Was ist ein jeweiliger Vorteil?
Experimentell - hohe Genauigkeit bzw. Übereinstimmung mit Realfall
Analytisch - Kosten werden gespart, da kein reales Bauteil notwendig ist
Welche Bauteile werden hauptsächlich bei Biegung, welche bei Torsion der Karosserie beansprucht?
Biegung: Längsträger, Schweller
Torsion: Seitenteile, Querträger
Was versteht man unter einem Biegekollaps bzw. unter Faltenbeulen
Was ist die KGÜZ und wie lässt sich damit ein Beanspruchungskollektiv bestimmen?
Was bedeutet Schadensakkumulation?
Unter Schadensakkumulation versteht man die Summation der Einzelschädigungen zu einer Gesamtschädigung. Der Betrag dieser Einzelschädigungen wird von der Höhe, Häufigkeit und Reihenfolge einzelner Amplituden eines Lastkollektives bestimmt.
Warum wird die Betriebsfestigkeit simuliert, obwohl sie den realen Versuch nicht ersetzen kann?
Vorauslegung von Bauteilen
Vergleich von Varianten
Schwachstellenanalyse
Lebensdauer Abschätzen
-> Kosten und Zeit sparen
Vorteile vom Prüfstand gegenüber Fahrversuch:
Vorgehen bei Simulation der Betriebsfestigkeit?
- Belastungsanalyse
- Bauteilanalyse (Geometrie, Werkstoff)
- Wöhlerlinien bestimmen
- Schadensakkumulation und Lebensdauerberechnung
Versagenskriterien bei Prüfung:
Anriss/Bruch
Plastische Dehnung
Verschleiß
Nenne drei mögliche Optimierungsarten zur Umsetzung des Leichtbaupotentials und nenne jeweils ein Anwendungsbeispiel.
Systematik zur Bestimmung der Bruchlebensdauer
Materialdefinition unterhalb und oberhalb der Streckgranze
Erläutern Sie weshalb ein Frontalaufprall mit kleiner Überdeckung für die
Fahrzeuginsassen kritischer ist als ein Aufprall mit voller Überdeckung.
Bei einem Aufprall mit kleiner Überdeckung werden weniger Deformationselemente in der Fahrzeugfront wirksam, wodurch die kinetische Energie des Fahrzeugs durch eine stärkere Intrusion, im Vergleich zum Aufprall mit voller Überdeckung, abgebaut wird.
Einteilung der Eigenfrequenzen
Einflussfaktoren auf Betriebsfestigkeit (Stern 5x)
Die Dauer ist eine große Herausforderung bei der Prüfung eines Bauteils. Warum ist das so und wie wird versucht dies zu lösen?
Die genaueste Prüfung wäre die, deren Länge der Lebensdauer des Produktes entspricht -> nicht wirtschaftlich
Daher Zeitraffung: größere Lastamplituden und -frequenz, Wegfall von Pausen und Beanspruchungen kleiner Amplitude
Definition Betriebsfestigkeit:
Die Betriebsfestigkeit beschreibt das Verhalten und Versagen von Bauteilen und Werkstoffen unter der Einwirkung von stochastischen Lasten.
Beschreibe den Ablauf zur Optimierung von Sickenbildern
Bei welcher Schadenssumme Dk liegt per Definition Versagen vor und warum weicht diese bei Realversuchen ab?
Dk = 1
Abweichung, da Reihenfolge der Einzelschädigungen nicht berücksichtigt wird, diese aber in Realtität eine Rolle spielt.
Anwendungsgebiete der Betriebsfestigkeitssimulation?
- Schwachstellenanalyse
- Vorauslegung von Bauteilen
- Vergleich von Varianten
- Abschätzung der Lebensdauer
- Vergleich von Lasteingangsdaten
Ansätze zur Lebensdauerberechnung:
- Palmgren-Miner
- …
- Elementar-Miner
Welcher Ansatz ist zu optimistisch, welcher zu pessimistisch und wie heißt der Ansatz “dazwischen”?
Palmgren-Miner zu optimistisch,
Elementar-Miner zu pessimistisch
Haibach liegt dazwischen
4 Gründe für Fahrversuche?
- Validierung von Simulationen
- Ermittlung von Belastungsdaten für SImulation und Prüfstand
- Dauererprobung (mit und ohne Zeitraffung)
- Qualitätssicherung
3 Methoden der Belastunganalyse und Zweck?
- Messungen an vorhanden Bauteilen (DMS oder Piezoelement)
- Simulation
- Abschätzung/Prognose
3 Ausführungsbeispiele für Prüfanlagen?
Modul- und Komponenten Prüfstand
Radgekoppelter Prüfstand
Achsgekoppelter Prüfstand
