Methoden und Prozessoptimierung für die Rohbauentwicklung im Automobilbau unter Berücksichtigung der Fahrdynamik

• Methods and process optimisation for body-in-white development in automotive engineering under consideration of vehicle dynamics

Jafarzadehpour, Naser; Corves, Burkhard (Thesis advisor); Bertram, Torsten (Thesis advisor)

Aachen : RWTH Aachen University (2022, 2023)
Doktorarbeit

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2022

Kurzfassung

Derzeit findet die Fahrdynamiksimulation weitgehend ohne Berücksichtigung von Rohbausteifigkeiten statt. Damit wird die Wechselwirkung zwischen den Fahrdynamikeigenschaften und der sich ergebenden Rohbaudeformation nicht ausreichend berücksichtigt. Entscheidende lokale Steifigkeitseinflüsse, aber vor allem die globalen Steifigkeitseinflüsse vom Rohbau, haben daher in der Fahrdynamiksimulation keinen Bezug zu fahrdynamischen Kenngrößen und werden somit nur unzureichend bewertet. Steifigkeitsoptimierungen des Rohbaus werden in der fahrdynamischen Simulation also nicht mit hinreichender Genauigkeit bewertet, sondern können erst zu einem sehr späten Zeitpunkt im Fahrversuch validiert werden. Zu solch einem späten Zeitpunkt im Entwicklungsprozess kann aber an der Rohbaustruktur nichts mehr geändert werden. Dadurch müssen oft teure und schwere Maßnahmen in das Fahrzeug integriert werden. Die Motivation der vorgelegten Arbeit liegt darin, den derzeitigen digitalen Prozess zwischen der Fahrdynamik- und der Rohbauentwicklung bereits in der frühen Entwicklungsphase zu optimieren sowie zu erweitern. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist es erforderlich, die Rohbausteifigkeit bereits in der frühen Entwicklungsphase zielgerichteter und effizienter auf die fahrdynamischen Anforderungen simulativ auszulegen. Um zum Ziel dieser Arbeit zu gelangen, werden elastische Rohbaustrukturen in die Mehrkörpersystem-Fahrdynamikmodelle integriert, mit denen sich der Einfluss der Rohbaudeformation auf die Fahrdynamik untersuchen lässt. Dabei werden die elastokinematischen Rohbaueffekte auf die Achskinematik unter Einführung der EBIF-Methode (Elastokinematics By Inertia Force) untersucht und mit den bereits bekannten Ansätzen verglichen. Um weiterhin die lokalen, aber vor allem die globalen Rohbaueffekte zu bewerten, wird der Einfluss der Rohbausteifigkeit auf die Wankmomentenverteilung untersucht. Zum Abschluss dieser Arbeit werden die untersuchten Ansätze zusammengefasst und im Rahmen der Fahrzeugentwicklung in einen neuen digitalen Prozess überführt.

Einrichtungen

• Lehrstuhl und Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik und Robotik [411910]