CAE-Methoden in der Fahrzeugtechnik by Martin Meywerk

By Martin Meywerk

Das vorliegende Buch führt in die CAE-Methoden ein und behandelt die spezifischen Fragestellungen von CAE-Methoden in der Fahrzeugtechnik.

Zunächst werden Grundlagen zur Modellbildung und zu Diskretisierungsverfahren für partielle Differentialgleichungen dargestellt. Die anschließenden Kapitel beschreiben die Inhalte Temperaturausgleich, Mehrkörpersimualtionen sowie Statik und Dynamik elastischer Körper. Es folgt ein Kapitel über Finite Elemente. Anschließend werden die fahrzeugspezifischen Themen Crash- und Insassensimulation, Akustik, Statik und Dynamik von Rohkarosserien, Mehrkörpersimualtionen und Lebensdauer, Strömungssimulation und Reifen-Fahrbahn-Wechselwirkungen behandelt. Ergänzt werden die Inhalte durch ein Kapitel über nichtlineare Phänomene und Optimierungsverfahren.

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Die Schnittstelle zwischen dem Gasgenerator und dem Airbag wird durch den Massenfluss m ˙ des Gases bestimmt, der aus dem Generator in den Airbag fließt. Das Gas hat dabei eine bestimmte Temperatur. 1) 22 3 Modellbildung T = T (t) . 2) Experimentell k¨ onnen diese Funktionen ermittelt werden, indem das Gas aus dem Generator in einen großen Beh¨ alter str¨ omt (man nennt diesen Versuch Kannenversuch). Die Thermodynamik wird durch den 1. 5) beschrieben. Hier ist: U : innere Energie, t: Zeit, Q : W¨ arme, V : Volumen, p: Druck, T : Temperatur, n : Anzahl der Mole, R : universelle Gaskonstante, armekapazit¨ at bei konstantem Volumen.

2 Geometrische Modellbildung 27 CAD -Daten nein Eindeutig, nicht doppelt definiert ? Modifikation ja nein Überall definiert? Modifikation ja Physikalisch begründete Modifikationen Kleine Sicken 1) o + 2) 3) - 5) o o o 6) - + Kleine Bohrungen 7) 4) 5) Kleine Radien + - 5) o 6) - 7) + - + 2) 4) Geometrie-element Fragestellung Eigenschwingungen + Kann vereinfacht werden o Kann mit Einschränkung vereinfacht werden - Sollte nicht vereinfacht werden Statik Elastoplastizität 6) Str ömungsmechanik 7) Wärmeleitung Abb.

Dadurch ist es m¨oglich, gezielt auf die Approximationsg¨ ute Einfluss zu nehmen. 9. W¨ ahlt man als Wichtungsfunktionen Diracsche Deltafunktionen (oder genauer: Distributionen), so gelangt man zu den so genannten Kollokationsmethoden. Bei diesen wird die Differentialgleichung an bestimmten Punkten genau erf¨ ullt. Sind ξi , i = 1, . . , n Kollokationspunkte, so sind die Bedingungen bei der Kollokationsmethode: EAu (ξi ) − µ¨ u(ξi ) = 0 , i = 1, . . , n. 36) Bei den schwachen Formulierungen werden Zwangs- oder Randbedingungen h¨ aufig durch die Wahl der Ansatzfunktionen erf¨ ullt.

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