Schädigungsberechnung zur Lebensdauerprognose von Rohbaukarosserien unter Berücksichtigung von dynamischen Effekten

Aufgrund des kontinuierlich zunehmenden Zeit- und Kostendrucks in der Fahrzeugentwicklung ist eine sichere Bewertung der Betriebsfestigkeit auf Basis virtueller Methoden unumgänglich. Die Schädigungsberechnung durch Ableitung zyklischer Beanspruchungen aufgrund quasi-statischer Lastannahmen ist eine geläufige Methode bei der Betriebsfestigkeits-auslegung von Rohbaukarosserien in frühen virtuellen Entwicklungs-phasen. Diese Methode erfasst aber Karosseriebereiche nicht, in denen durch Eigenschwingungen induzierte dynamische Effekte (Resonanzeffekte) auftreten. Betroffen hiervon sind insbesondere Karosseriebereiche mit befestigten Bauteilen bzw. Aggregaten hoher Massenkonzentrationen. Die zutreffende Dimensionierung von solchen Bereichen sowie ihrer Anbindungen ist daher mit virtuellen Methoden nur eingeschränkt möglich. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Methode zur rechnerischen Bewertung der Betriebsfestigkeit von Rohbau-karosserien, mit der die aus den Eigenschwingungen resultierenden dynamischen Effekte berücksichtigt werden können. Im experimentellen Teil der Arbeit wurden Schwingfestigkeitsversuche anhand einer schwingungsfähigen Strukturprobe durchgeführt, um das Phänomen in einer einfachen Geometrie zu untersuchen. Im theoretischen bzw. numerischen Teil der Arbeit wurden diese Versuche mit Methoden der Lebensdauerberechnung simuliert. Auf Basis von Grundsatz-untersuchungen mit der Strukturprobe wurde eine neue Methode entwickelt, die durch modale Ansätze die dynamischen Effekte berücksichtigt. Das entwickelte Verfahren wurde abschließend auf die Lebensdauerberechnung von Fahrzeugkarosserien übertragen.