Simulation in der Fahrzeugkonstruktion

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HRD-Trailer-Engineering setzt auf SolidWorks

HRD-Trailer-Engineering, Spezialist für flexible und individuelle Transportlösungen, setzt bei der Konstruktion ihrer Fahrzeuge auf SolidWorks Simulation Professional. Durch die zahlreichen virtuellen Testmöglichkeiten im Laufe des Konstruktionsprozesses konnte eine bis zu 20 prozentige Gewichtsersparnis bei aktuellen Fahrzeugen erzielt werden. Dies entspricht rund zwei Tonnen reiner Materialkosten pro Fahrzeug. Endkunden profitieren neben der erheblichen Gewichtseinsparung ebenfalls von einer gestiegenen Tragfähigkeit: Sie können mit den Transportfahrzeugen deutlich mehr Ladung befördern.

Höhepunkt der Optimierungen durch die SolidWorks 3D-CAD-Software: In nur acht Wochen hat HRD-Trailer-Engineering ein Sonderfahrzeug konzipiert, konstruiert und anschließend gefertigt.

Mehrwert durch den Einsatz von SolidWorks Simulation Professional

„Die Mehrwerte, die wir durch den Einsatz von SolidWorks Simulation Professional in unserer Produktentwicklung bisher erzielt haben, sind schnell auf den Punkt gebracht: Wir haben die Produktleistungsfähigkeit unserer Fahrzeuge ausgebaut und dabei gleichzeitig erhebliche Einsparungen erzielt“, freut sich Udo Reiners, Konstruktionsleitung bei der HRD-Trailer-Engineering GmbH. „So haben wir bei einem unserer aktuellen Fahrzeugtypen eine Gewichtsersparnis von bis zu 20 Prozent erreicht – das entspricht etwa zwei Tonnen Material. Bei 50 gefertigten Fahrzeugen pro Jahr belaufen sich die Materialkosteneinsparungen auf beachtliche 75.000 Euro jährlich allein für diese Baureihe.“

Deutliche Reduktion der Konstruktionszeiten

Darüber hinaus verzeichnet HRD-Trailer-Engineering durch den Einsatz von SolidWorks Simulation Professional eine deutliche Reduktion der Konstruktionszeiten sowie eine Optimierung der Produktqualität und -sicherheit. Die Fahrzeuge können im Vorfeld ausführlich in virtuellen Umgebungen beziehungsweise unter virtuellen Konditionen ausführlich getestet werden, langwierige Testphasen mit aufwändigen Prototypen entfallen.

So war es beispielsweise möglich, in nur acht Wochen ein Sonderfahrzeug auf Basis individueller Kundenwünsche zu konzipieren und zu fertigen. Mithilfe von SolidWorks Simulation Professional konnten die Konstrukteure erste Komponenten planen, berechnen und fertigen. Parallel wurden bereits die Vorrichtungselemente geplant und gefertigt.

Die HRD Trailer-Engineering arbeitet bereits seit dem Jahr 2007 mit der 3D-CAD-Software SolidWorks; seit Anfang 2011 ist zusätzlich SolidWorks Simulation Professional im Einsatz.

Virtuelle Umgebungen mit realen Bedingungen einrichten

SolidWorks bietet eine Suite an Simulationspaketen, mit denen Anwender virtuelle Umgebungen mit realen Bedingungen einrichten können, um ihre Produktkonstruktionen zu testen. In Abhängigkeit einer Vielzahl von Parametern lassen sich Prüfungen während des gesamten Konstruktionsprozesses durchführen – wie etwa Haltbarkeit, dynamische Reaktion, Wärme und Druck und sogar Strömungsdynamik. Auf diese Weise kann die Performance geprüft werden und Entscheidungen zur Verbesserung der Produktqualität und -sicherheit getroffen werden.

Durch Simulationen lassen sich Kosten sparen und Markteinführungszeiten verkürzen, da vor Beginn der Produktion weniger physische Prototypen erforderlich sind. SolidWorks Simulation Professional geht über die grundlegende Simulation hinaus und erweitert die virtuelle Testumgebung um Produkthaltbarkeit und Eigenfrequenzen, Wärmeübertragung und Knickanalyse sowie Druckanalyse und komplexe Belastungen.

MSC Software mit neuer Version Adams 2012

In der neuen Version wurde die Benutzeroberfläche komplett überarbeitet und ein neuer Modellbrowser für die vereinfachte Modellbearbeitung eingeführt. Flexible Körper können nun automatisch in der Adams/View Oberfläche generiert werden, um effizient Modelle mit hoher Wiedergabetreue zu unterstützen. Zudem ist ein neues innovatives Reifenmodell verfügbar, das die große Auswahl an Standardmanövern und Fahrbahnprofilformaten für die Gesamtfahrzeugsimulation abrundet.

Die neue Benutzeroberfläche von Adams 2012 präsentiert sich mit einem modernen Ribbon und einem intuitiven Layout. Die neuen Symbole und Beschriftungen auf dem neuen Ribbon vereinfachen die Modellkonstruktion und erhöhen die Benutzerfreundlichkeit. Ingenieure finden nun ihre wichtigsten Werkzeuge sowie die Menüfunktionen für die Entwicklung ab sofort auf mehreren Registerkarten für Konstruktion, Simulation und Postprozessing. Die Symbole wurden in der Hauptmenüleiste sowie in der Statussymbolleiste abgelegt.

In Adams 2012 wurde zudem ein neuer Modellbrowser für Preprozessing implementiert. Er sorgt für eine verbesserte Modellnavigation in Adams/View. Der Browser eignet sich besonders dazu, die Inhalte vorhandener Modelle nachvollziehen zu können, wenn sie von Kollegen oder Geschäftspartnern übernommen wurden.

Berechnungsingenieure profitieren insbesondere bei großen Modellen von einer optimierten Modellnavigation, von der Möglichkeit des bequemen Zugriffs auf nichtgrafische Modellierungsbestandteile über das Kontextmenü, von dynamischen Suchvorgängen und speicherbaren Filtern und der besseren Visualisierung und Modellsteuerung. „Was mir an der modernen grafischen Benutzeroberfläche besonders gefällt, ist der neue Modellbrowser“, so Greg Wheeler, Berechnungsingenieur bei AAI Corporation.

Automatische Generierung flexibler Körper

Das mit Adams 2012 eingeführte neue Adams/ViewFlex-Modul ermöglicht dem Anwender flexible Körper erstellen zu können, ohne die Adams-Umgebung verlassen zu müssen. Dabei ist der Anwender unabhängig von externer Finite Elemente (FE)-Software. Unterstützt wird diese Funktion, die vollständig im Hintergrund der Adams-Sitzung ausgeführt wird, von der integrierten MSC Nastran-Technologie. Das erhöht die Produktivität und erleichtert eine realitätsgetreue Modellierung.

Vertikale Erweiterungen für die Automobilindustrie

Adams 2012 verfügt über verbesserte Reifen- und Fahrbahnmodelle für Adams/Car und ermöglicht nun realitätsgetreuere Simulationen. Mittels eines neuen 3D-Fahrbahnkontaktmodells der Reifen lässt sich wirklichkeitsnah erfassen, welche Kräfte beim Überfahren kleinster Hindernisse auf die Reifen wirken. Weiterhin lassen sich Fahrbahnen jetzt schneller und konsistenter mit dem Simulationscode visualisieren. Dadurch kann der Anwender das Verhalten eines Fahrzeugs besser erfassen und in Präsentationen präziser visuell darstellen.

Adams/Car wurde um neue Fahrmanöver erweitert, darunter konstantes Geradeausfahren, Geradeausbremsen auf unterschiedlichen Fahrbahneigenschaften (µ-Split) und ein neues statisches Fahrzeugsetup. Letzteres umfasst die Möglichkeit einer steuerbaren Achslastverteilung, die Einstellung von Spur- und Sturz sowie die Schwerpunktshöhenverstellung. Mit diesen neuen Funktionen lassen sich Fahrzeugmanöver adäquater auswählen und das Arbeiten wird erleichtert.

Die neue Funktion zum Generieren flexibler Körper kann in Adams/Chassis auf alle unterstützten Teile eines flexiblen Körpers angewendet werden. Im Vergleich dazu ließ sich das Pendant der Vorversion lediglich für bestimmte Teile eines Körpers oder Rahmens verwenden. Das erhöht die Produktivität und erleichtert eine realitätsgetreue Modellierung. (Die Möglichkeit, die Größe von Rußpartikeln vorherzusagen)