BEISPIEL AUS DER PRAXIS

Verzüge in komplexen Baugruppen durch Schweißsimulationssoftware optimieren 

Projekt mit EDAG Engineering GMBH

LKW - Layoutbild
LKW (Quelle: fotolia)

In einem gemeinsamen Projekt mit EDAG Engineering GmbH hat Simufact im Auftrag eines deutschen Nutzfahrzeugherstellers eine komplexe Sonderbaugruppe simulativ abgebildet: den Koppelmaulquerträger.

Herausforderungen

App: Gesamtverzug Koppelmaulquerträger
Gesammtverzug Koppelmaulträger

Schweißprozesse sind im Fahrzeugbau etablierte Fügeverfahren für Karosserie- und Strukturbauteile. Speziell bei der Produktion in geringen Stückzahlen, wie beispielsweise bei Sonderfahrzeugen, kommen anwendungsspezifische Baugruppen zum Einsatz, die meistens in einstelligen Losgrößen bei gleichzeitiger hoher Varianz hergestellt werden. 

In der Praxis sieht sich der Ingenieur bei der Fertigung solcher komplexer Baugruppen mit anspruchsvollen und teuren Herausforderungen konfrontiert:

  • Hohe Fertigungsaufwände bei gleichzeitig hohen Kosten
  • Kostenintensive „Trial-and-Error“ Versuche führen zu hohen Arbeitsaufwänden und Ausschussware
  • Eigenspannungen und Verzüge in den Baugruppen müssen in aufwendigen Prototypen ermittelt werden
  • Baugruppen, die in geringen Stückzahlen vorliegen, sind unwirtschaftlich, es fehlt an Erfahrung
  • Das Planungsrisiko steigt

Um die Aufwände für das spezielle Karosseriebauteil - Koppelmaulquerträger - so niedrig wie möglich zu halten, haben sich die Projektpartner EDAG Engineering und Simufact zusammengeschlossen. Mit dem Knowhow der Simulationssoftware ermöglicht Simufact die vorausschauende Fertigung der komplexen Sonderbaugruppe. 

LÖSUNGSANSATZ

Abb. Produktbox Simufact Welding
Produktbox Simufact Welding

Kostenintensive sowie technisch anspruchsvolle Fertigungsvorgänge lassen sich mit Simulationen in deutlich geringeren Aufwänden und Investitionen umsetzen. Simufact Welding bietet die optimale Lösung bei der Projektfrage: Wie lässt sich die Verzugsproblematik eines Koppelmaulquerträgers einer Schwerlastzugmaschine berechnen?

Unsere Lösung für die Schweißstruktursimulation entspricht genau den Anforderungen des Projekts: Sie beschreibt das mechanische Verhalten des Werkstücks beispielsweise den Verzug oder Spannungszustände aufgrund der thermischen Einwirkung während des Schweißprozesses.  

 

Ergebnisse

Die Ergebnisse zur Simulation des Koppelmaulquerträgers zeigen, dass mittels numerischer Struktursimulationen kritische Abweichungen vom gewünschten Endmaß vorhersagbar sind und dabei helfen den Prozess zu optimieren.

Lesen Sie im Artikel wie wir das Modell zur Verzugsproblematik des Koppelmaulträgers in Simufact Welding aufgebaut haben sowie die ausführlichen Ergebnisse der Simulation. Gerne schicken wir Ihnen den Artikel zu oder Sie können diesen käuflich erwerben. *

 

*Aus rechtlichen Gründen können wir Ihnen leider keine digitale Version zur Verfügung stellen. 

Verzugsoptimierung durch Schweißsimulation

Thumb. Verzugsoptimierung durch Schweißsimulation

Schweißprozesse gehören nach wie vor zu den mathematisch am aufwendigsten zu beschreibenden Verfahren. Der Grund ist die lokal begrenzte Wärmeeinbringung mit ihren sehr kurzen Aufheiz- und Abkühlzeiten und den damit verbundenen Auswirkungen auf die mechanischen und metallurgischen Eigenschaften in der Fügezone. Durch die Verfügbarkeit leistungstarker Rechner bieten numerische Rechenprogramme heute die Möglichkeit, das thermomechanische Verhalten von Schweißstrukturkonstruktionen in numerischen Simulationen abzubilden.

Fachbeitrag erschienen in: ATZoffhighway 01/2017, 10. Jahrgang, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH

Autoren:
Dr.-Ing. Marius Gatzen, Simufact Engineering GmbH
Jochen Seifert, Edag Engineering Schweiz GmbH 

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