Software lässt Bauteile abspecken

Anbieter zum Thema

Franke GmbH

trivid GmbH

SCIO Automation GmbH

Dassault Systemes Deutschland GmbH

CO₂-Emissionen konnten deutlich verringert werden

Vor einer ähnlichen Aufgabe stand die Scania Group im Vorfeld der Umstellung auf die neuen Ausstoßwerte für Lastkraftwagen und Busse, die seit Anfang 2014 bindend sind. Das Unternehmen setzte sich das Ziel, bestimmte Komponenten des Motor- und Antriebsstrangs gewichtsmäßig zu optimieren. Der weltweit führende Nutzfahrzeughersteller führte dazu die Software Simulia Tosca Structure ein. Als primäre Simulationslösung verwendet das Unternehmen Abaqus, die FEM-Simulationslösung der 3D-experience-Plattform von Dassault Systèmes.

Bezogen auf die einzelnen Komponenten des Motor- und Antriebsstrangs bedeutete die Zielsetzung des Unternehmens, dass es zum Beispiel das Gewicht einer Gusshalterung reduzieren musste.

30 % Gewichtsersparnis bei Scania-Komponenten

Dafür definierten die Ingenieure im ersten Schritt den Bauraum. Im zweiten Schritt wurden die Kontaktbereiche zu anderen Bauteilen von den Veränderungen ausgenommen, um dem Optimierungsprozess klare Grenzen zu setzen. Zudem legten die Ingenieure in der Software drei Belastungsfälle und einen Spannungsgrenzwert fest und wiesen jedem Belastungsfall bestimmte Steifigkeitsanforderungen zu. Um von Anfang an sicherzustellen, dass sich das Gussteil anschließend auch wirtschaftlich herstellen lässt, formulierten sie zudem Größenrestriktionen. Das Resultat der Strukturoptimierung: Scania sparte 30 % Material bei der Gusshalterung ein – und das bei gleicher Steifigkeit und eingehaltenen Spannungsanforderungen. Das reduzierte Gewicht der Komponenten trug schließlich dazu bei, dass Scania das Gesamtgewicht seines Fahrzeugs verringern konnte. Die Folge: eine höhere erlaubte Zuladung, ein verringerter Kraftstoffverbrauch und damit geringere CO₂-Emissionen.

BMW-i3-Entwicklung profitierte von Software

Nicht nur bei der Gewichtsoptimierung per Geometrieanpassung spielen spezialisierte Softwarelösungen eine große Rolle, das gilt auch für das Design und die Produktion von Teilen und Strukturen aus Faserverbundwerkstoffen. So sind Catia-Composite Design-Anwendungen zum Beispiel Kern des weltweit ersten Serienfahrzeugs mit carbonfaserverstärktem Kunststoff, des emissionsfreien Elektroautos BMW i3.

Mit den Catia-Composite-Design-Anwendungen können Produktionsbedingungen von FVW bereits früh in der Konzeptphase berücksichtigt werden, um mehr Designschritte sowie eine zeitige Zusammenarbeit zwischen Design und Fertigung zu erreichen. Die Einarbeitung des Fasermaterials wird dabei vorab visualisiert. So erkennen Designer und Fertigungsleute etwa Verformungen, die Festigkeit, Qualität und Produktion gefährden können. Die speziell auf die Verarbeitung von FVW bezogenen Funktionen der Catia-Lösung erlauben zudem ein schnelleres Design von Faserverbundbaugruppen und -komponenten. „Der Einsatz von Verbundkonstruktionen gibt Fahrzeugherstellern den Innovationsspielraum, den sie brauchen, um neue Mobilitätserlebnisse zu schaffen und gleichzeitig die immer strengeren regulatorischen Vorgaben zu erfüllen“, sagt Philippe Laufer, CEO, Catia, Dassault Systèmes. ■

(ID:42938102)