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Schraubenverbindungen im Fahrzeugbau
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Hauptziele
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Schrauben-GUI für Schrauben mit Mutter
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TECOSIM-Projekt: Automatischer Schraubengenerator für Crash-Simulationen in ABAQUS (Zusammenfassung)

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Bei Crash-Simulationen werden Schraubenverbindungen bisher in den meisten Fällen durch eine vereinfachte Ersatzmodellierung abgebildet. Eine leistungsfähigere Modellierung bei günstigen Kosten ist nötig. Im Rahmen eines Forschungsprojektes entwickelte CAE-Spezialist TECOSIM einen automatischen Schraubengenerator für Crash-Simulationen in ABAQUS.

Veröffentlicht in: Ingenieurwesen
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TECOSIM-Projekt: Automatischer Schraubengenerator für Crash-Simulationen in ABAQUS (Zusammenfassung)

  1. 1. | | Entwicklung eines automatischen Schraubengenerators für Crash- Simulationen in ABAQUS Kurzzusammenfassung der Ergebnisse
  2. 2. | | Schraubenverbindungen im Fahrzeugbau Juli 2016 Entwicklung eines automatischen Schraubengenerators für Crash-Simulationen in ABAQUS2 1. AUSGANGSSITUATION §  Neben Schweißverbindungen sind Schrauben die häufigsten Verbindungsmittel §  Ein Mittelklassefahrzeug enthält circa 250 sicherheitsrelevante Schrauben §  Bei Crash-Simulationen werden Schraubenverbindungen bisher in den meisten Fällen durch eine vereinfachte Ersatzmodellierung abgebildet §  Die Anforderungen an die Prognosefähigkeit der Gesamtfahrzeugsimulationen und für den Insassenschutz steigen §  Eine leistungsfähigere Modellierung bei günstigen Kosten ist nötig
  3. 3. | | Hauptziele Juli 2016 Entwicklung eines automatischen Schraubengenerators für Crash-Simulationen in ABAQUS3 2. AUFGABENSTELLUNG §  Programmierung einer Schrauben-GUI (graphical user interface) für ANSA, um Solid-Schrauben automatisch zu erzeugen §  Materialkarten von Schrauben für verschiedene Festigkeitsklassen erstellen und validieren. Die Bruchkraft soll möglichst mit Theoriewerten oder Versuchsdaten übereinstimmen - Betrachtete Schraubengrößen: M8, M10, M12, M14, M16, M18 - Betrachtete Festigkeitsklassen: 6.8, 8.8, 10.9, 12.9 - Art des Gewindegangs: metrisch - Für Materialeigenschaften: elastische Deformation plastische Deformation Einschnürung bis zum Bruch - Kriterien zur Beurteilung der Schraubenmodellierungsgüte: Zugbruchkraft, Scherbruchkraft
  4. 4. | | Mögliche Schraubenvarianten Juli 2016 Entwicklung eines automatischen Schraubengenerators für Crash-Simulationen in ABAQUS4 3. PROJEKTBESCHREIBUNG / UMSETZUNG Vier Varianten der Schraubenmodellierung: (A)  Schrauben mit Mutter und Schaft (B) Schrauben mit Mutter, aber ohne Schaft (C) Schrauben ohne Mutter, aber mit Schaft (D) Schrauben ohne Mutter und ohne Schaft
  5. 5. | | Schrauben-GUI für Schrauben mit Mutter Juli 2016 Entwicklung eines automatischen Schraubengenerators für Crash-Simulationen in ABAQUS5 3. PROJEKTBESCHREIBUNG / UMSETZUNG §  Gebiet 1: Wahl von Schraubengröße, Festigkeitsklasse, Art der Schraubenverbindung §  Gebiet 2: Definition Schraubengeometrie §  Gebiet 3: Parameter für Vorspannung §  Gebiet 4: Schrauben erzeugen und positionieren (Schraube wird automatisch nummeriert, Kontakte zum Flansch erstellt, für Output als einzelnes Include vorbereitet)
  6. 6. | | Ergebnis Juli 2016 Entwicklung eines automatischen Schraubengenerators für Crash-Simulationen in ABAQUS6 4. ERGEBNISSE UND AUSBLICK §  Das Tool wurde entwickelt, um einfacher und schneller als bisher qualitativ hochwertige Schraubenmodelle für Crash-Lastfälle erzeugen zu können §  Über eine einfache GUI (graphical user interface) lassen sich die Schrauben inklusive Vorspannungsberechnung erzeugen und mit drei Klicks positionieren §  Die Schrauben werden über einen Connector vorgespannt, so dass eine realistische Klemmung erreicht wird §  Zusätzlich wurde ein Materialmodell mit Versagenskriterium erstellt und validiert, welches viele gängige Schraubengrößen und Festigkeitsklassen berücksichtigt §  Das Modell basiert auf theoretischen Werten aus den Schrauben-Tabellen §  Die Schrauben zeigen in den Testlastfällen ein vergleichbares und realistisches Ergebnis, größere Abweichungen treten erst bei höheren Verformungsgeschwindigkeiten auf
  7. 7. | | Sie möchten mehr erfahren? Juli 2016 Entwicklung eines automatischen Schraubengenerators für Crash-Simulationen in ABAQUS7 TECOSIM Technische Simulation GmbH Wolfgang Woost General Manager Wilhelm-Wagenfeld-Str. 3 D-80807 München Tel +49 (0)89 552 679-17 Fax +49 (0)89 552 679-22 Mail w.woost@de.tecosim.com www.tecosim.com

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