Fast Conception of Twist Beam Axles

FastCon - TBA : Fast Conception of Twist Beam Axles

 

Auslegungstool für die Konzeptionierung Optimierung von Verbundlenkerachsen 

 

Kurzbeschreibung:

In Rahmen dieser Forschungsarbeit wurde eine neuartige Auslegungsmethode für Verbundlenkerachsen entwickelt. Diese ermöglicht es ohne den Einsatz von CAD und CAE innerhalb kürzester Zeit einen Konzeptentwurf basierend auf den Forderungen wie Achssteifigkeiten und Bauraum zu erstellen.

Die Berechnung der kinematischen Achseigenschaften erfolgt rein analytisch auf Basis von mechanischen Ersatzmodellen. Die Elastokinematik der Verbundlenkerachse ist im Wesentlichen durch die Steifigkeit des Achskörpers und die Steifigkeiten des Elastomers definiert. Um die Nachgiebigkeit des Achskörpers zu berücksichtigen, wird dieser durch eine finite Anzahl an Balkenelemente abgebildet. Der Einfluss des Elastomers kann sowohl als lineare aber auch als nicht lineare kennlinienbasierte Eingabe im Konzeptentwurf Berücksichtigung finden.

 

So lassen sich innerhalb kürzester Zeit optimale Querschnittseigenschaften, Komponentenverläufe und Positionen von Hardpoints des Verbundlenkers mit hoher Genauigkeit bestimmen. Diese Informationen dienen dann als Grundlage für die CAD-Konstruktion und weitergehende Detailoptimierung mittels CAE.

 

 

Abbildung 1: Deformation der Verbundlenkerachse unter Seitenkraft im Vergleich - FEM und FastCon (l.) Zusammenhang zwischen Achskennwerten und Auslegungsvariablen (r.)

 

Zusammenfassung FLB Projektziele:

• Erarbeitung einer rein analytischen Auslegungsmethode für die Kinematik von Verbundlenkerachsen
• Analytische Bestimmung der elastokinematischen Eigenschaften (Achskörpersteifigkeiten / Elastomereinflüsse) 
• Integration der Auslegungsmethode in einen Optimierungsalgorithmus

   

Ansprechpartner FLB: M.Sc. Jens Olschewski, Mail: jens.olschewski@uni-siegen.de , Tel.: +49 271 740-4161