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Fortschritt wird bei Motorrädern gerne in Zahlen ausgedrückt: Gewicht, Leistung und Beschleunigung. Bei jeder Fahrt vertraut der Fahrer darauf, dass die Entwicklungsingenieure den sicherheitsrelevanten Konstruktionen seines Motorradrades verlässliche Betriebsfestigkeitsnachweise zu Grunde gelegt haben. Den in den letzten Jahren erzielten Fortschritten im Leichtbau von Fahr-zeugkomponenten standen bislang häufig keine entsprechenden Entwicklungsmethoden für Betriebsfestigkeitsnachweise gegenüber. Mit LBF®.WheelStrength haben die Stress & Strength GmbH und das Fraunhofer LBF in Zusammenarbeit mit Aprilia und OZ ein optimales Werk-zeug zur numerische Auslegung von Motorradrädern entwickelt. Ingenieuren in Forschung und Entwicklung verschaffen die LBF®.Products Freiräume Leichtbaupotenziale auszuschöpfen, Entwicklungsprozesse und -zeiten zu optimieren und sichere und innovative Produkte herzustellen.
"Der Schlüssel zu diesen Freiräumen, liegt in der methodisch zuverlässigen und betriebsnahen Simulation von realen Beanspruchungen an Fahrzeugkomponenten", erläutert Oliver Ehl, Geschäftsführer der Stress & Strength GmbH, das Kon-zept. Die Stress & Strength GmbH ist eine Ausgründung des Fraunhofer LBF, die sich auf die Weiterentwicklung und Vermarktung von Spezialsoftware spezialisiert hat. Die LBF®.WheelStrength Software unterstützt Ingenieure dabei die Auslegung von Fahrzeugrädern für Motorräder, PKWs, LKWs, Eisenbahnen und Flugzeuge vollständig zu berechnen, um die durch Normen vorgegebene Lebensdauer zusätzlich zur experimentellen Erprobung durch Simulation bereitzustellen. Auf Basis des FE Modells (Finite Elemente) erfassen die Ingenieure und Informatiker die relevanten Lastannahmen und berechneten die tatsächlich auftretenden Bauteilbeanspruchungen.
Hierzu wurde am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF ein Verfahren entwickelt, das zuverlässig zur rechnerischen Schwingfestigkeitsbemessung und Optimierung auch als Ermüdungsfestigkeitsnachweis für Motorradräder eingesetzt werden kann. Bei der Entwicklung der Methode ermittelten die Forscher zunächst die maximal zu erwartenden Betriebslasten - auf Basis der von Aprilia zur Verfügung gestellten Fahrzeugdaten und Materialien. Darauf aufbauend erstellten sie ein allgemeines Einsatzprofil, das die im Betrieb auftretenden mechanischen Beanspruchungen re-alistisch abbildet und etwa 300.000 km Bemessungslebensdauer entspricht. Aus der Gegenüberstellung mit den aus Normen und Standards bekannten Bauteilspannungszuständen, wurden anschließend die Methode und die Anforde-rungen zur betriebsfesten Auslegung von Motorradrädern abgeleitet.
Diese Methode und die numerischen Modelle wurden in die Software LBF®.WheelStrength eingearbeitet und weitgehend automatisiert. Die dadurch optimierte numerische Aus-legung kann zur Verbesserung von Fahrzeugkomponenten sowie zur rechnerischen Lebensdauerprognose eingesetzt werden. Zielsetzung der Fraunhofer Forscher ist es, dass sich Simulation und experimenteller Nachweis optimal ergänzen. "Die Benutzung beider Verfahren soll Synergeieffekte in der Weise hervorrufen, dass sowohl die Berechnung als auch der experimentelle Nachweis jeweils mit Hilfe der Ergebnisse der "anderen Seite" optimiert werden. Aus dieser Kombination entstehen letztlich innovative und zuverlässige Bauteile", er-läutert Oliver Ehl die Forschungs- und Entwicklungsarbeit. Die Software beschleunige und vereinfache Entwicklungsprozesse maßgeblich - von der Konstruktion und Berech-nung über das Erstellen von Prototypen und experimentellen Testfahrten bis zur Serienproduktion. Dank der benutzer-freundlichen Arbeitsumgebung bildet die Software als Add-on zu den Programmen MSC.Patran und ANSYS komplexe Entwicklungsprozesse ab. Die FE-Simulation eröffnet insgesamt große Potenziale für Werkstoffe im Leichtbau für die gesamte Fahrzeugindustrie.
"LBF®.WheelStrength ermöglicht eine zuverlässige Auslegung und Optimierung von Komponenten bei verkürzten Entwicklungszeiten" fasst Oliver Ehl zusammen. Damit werden Fortschritt in Forschung und Entwicklung sichtbar: Leistungsfähigere, leichtere und sichere Produkte, bei beschleunigten Entwicklungszeiten.
Sicherheit für Kurvenparadiese: Software LBF®.WheelStrength
Stress & Strength GmbH
None
Criteria of this press release:
Materials sciences, Mechanical engineering, Traffic / transport
transregional, national
Research results, Transfer of Science or Research
German
Sicherheit für Kurvenparadiese: Software LBF®.WheelStrength
Stress & Strength GmbH
None
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