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Simulationsgestützte Omission von Betriebslastsignalen

Die Wettbewerbsfähigkeit technischer Produkte und Systeme auf einem Weltmarkt, welcher einem fortwährend steigenden Konkurrenzdruck unterliegt, ist an eine zunehmende Schnelllebigkeit des Produktlebenszyklus gebunden. Die stete Verkürzung von Entwicklungszeiten mechanischer Bauteile und Baugruppen ist Ausdruck dieser Tendenz. Betriebsfestigkeitsmäßig belastete sicherheitsrelevante Bauteile werden vor Serieneinführung oft durch experimentelle Ermüdungsfestigkeitsprüfungen nachgewiesen, welche nicht selten einen erheblichen Anteil an der Entwicklungszeit ausmachen. Zur möglichst effizienten zeitlichen Verkürzung dieser Prüfungen, insbesondere komplex mehrkanalig belasteter Bauteile, stehen bis heute kaum zuverlässige Verfahren zur Verfügung. Es wird ein neuartiges Verfahren…

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Die Wettbewerbsfähigkeit technischer Produkte und Systeme auf einem Weltmarkt, welcher einem fortwährend steigenden Konkurrenzdruck unterliegt, ist an eine zunehmende Schnelllebigkeit des Produktlebenszyklus gebunden. Die stete Verkürzung von Entwicklungszeiten mechanischer Bauteile und Baugruppen ist Ausdruck dieser Tendenz. Betriebsfestigkeitsmäßig belastete sicherheitsrelevante Bauteile werden vor Serieneinführung oft durch experimentelle Ermüdungsfestigkeitsprüfungen nachgewiesen, welche nicht selten einen erheblichen Anteil an der Entwicklungszeit ausmachen. Zur möglichst effizienten zeitlichen Verkürzung dieser Prüfungen, insbesondere komplex mehrkanalig belasteter Bauteile, stehen bis heute kaum zuverlässige Verfahren zur Verfügung. Es wird ein neuartiges Verfahren zur Prüfzeitverkürzung mittels Omission vorgestellt, welches auf den heute etablierten Simulationsverfahren zur Ermüdungsfestigkeitsberechnung basiert, für beliebige mehrkanalig belastete Bauteile anwendbar ist und bei Sicherstellung der Zuverlässigkeit (keine wesentliche Beeinflussung des Prüfergebnisses) ein ausgesprochen hohes Maß an Prüfzeitverkürzung verspricht. Dieses Verfahren setzt auf die etablierten numerischen Methoden zur Betriebsfestigkeitsberechnung (Lebensdauerberechnung) auf und zieht die tatsächlichen lokalen Ermüdungsbeanspruchungen (Spannungs-Zeit-Verläufe) als Grundlage für die Omission heran. Mit Hilfe der im ersten Schritt identifizierten relevanten Umkehrpunkte in den Spannungs-Zeit-Verläufen erfolgt im zweiten Schritt die Rekonstruktion der Last-Zeit-Signale, wobei zusätzliche Glättungsalgorithmen zur Anwendung kommen. Die Veranschaulichung des Verfahrens erfolgt am Beispiel eines mehrkanalig belasteten Traglenkers einer PKW-Hinterachse.

Artikelnummer
BF-2025-615

Titel
Simulationsgestützte Omission von Betriebslastsignalen
Autor(en)
R. Schrank
DOI
10.48447/BF-2025-615
Veranstaltung
Strukturfestigkeit und Produktlebenszyklus – Vom Design bis zur Kreislaufwirtschaft – Tagung 2025
Jahr der Veröffentlichung
2025
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
Betriebsfestigkeit,Omission,Last-Zeit-Signale,Prüfzeitverkürzung,Signalreduktion