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Produktentwicklung mit FEM in Ansys
Steifigkeitsuntersuchungen bei Wellschläuchen

Simulation erkennt frühzeitig Schwachstellen

Branche: Fahrzeugbau(KFZ/LKW)Fachgebiet: Systemsimulation

CADFEM unterstützt den Automobilzulieferer Schlemmer bei der Entwicklung von Wellenschläuchen mit FEM in Ansys zur Ermittlung des Verformungsverhaltens.

Zusammenfassung

Aufgabe

Für die Entwicklung von Wellschläuchen ist das Verformungsverhalten unter mechanischer Belastung von entscheidender Bedeutung. Durch einfache praktische Versuche, z.B. Druckversuche oder Längenänderungsversuche, lässt sich das Steifigkeitsverhalten bezüglich typischer Belastungsszenarien leicht untersuchen.

Lösung

Die parametrisierten Variantenstudien erzielten wertvolle Ergebnisse die hilfreiche Aufschlüsse für eine kontinuierliche Optimierung des Wellschlauchdesigns lieferten.

Kundennutzen

Parameterized variant studies yielded valuable results that provided helpful information for continuous optimization of the corrugated tube design.

Projekt Details

Aufgabenstellung

Für die Entwicklung von Wellschläuchen ist das Verformungsverhalten unter mechanischer Belastung von entscheidender Bedeutung. Durch einfache praktische Versuche, z.B. Druckversuche oder Längenänderungsversuche, lässt sich das Steifigkeitsverhalten bezüglich typischer Belastungsszenarien leicht untersuchen. Mit Hilfe der Finiten Elemente Methode (FEM) können bereits im Vorfeld der Prototypenfertigung Schwachstellen der Konstruktion identifiziert werden. Im Auftrag der Fa. Schlemmer GmbH wurden von CADFEM die Möglichkeiten des FEM-Softwaresystems ANSYS für die Wellschlauch-Entwicklung dargestellt.


Nutzen für den Kunden

Das Verhalten der Wellschläuche konnte gut abgebildet werden, zeigt jedoch eine gewisse Sensitivität bzgl. der Materialparameter und Messbedingungen. Die parametrisierten Variantenstudien erzielten wertvolle Ergebnisse die hilfreiche Aufschlüsse für eine kontinuierliche Optimierung des Wellschlauchdesigns lieferten.


Lösung

Ausgehend von den vom Kunden vorgegebenen CAD-Teilmodellen wurde ein symmetrisches FEM-Modell aufgebaut. Mit Hilfe gemessener elastisch-plastischer Materialkurven war es auch möglich das Materialverhalten über den linearen Bereich hinaus abzubilden. Die Umsetzung einiger typischer Testszenarios ist in den Abbildungen dargestellt. Das vorliegende nichtlineare Materialverhalten und die zu erwartenden relativ großen Verformungen erforderten eine nichtlineare Berechnung. Ein Beulen des Wellschlauchs konnte damit ebenfalls simuliert werden.

Bilder: © Schlemmer


Head of Business Development

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