Graphen- und heuristikbasierte Topologieoptimierung von crashbelasteten Profilstrukturen aus verbundenen Blechen
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Die Strukturoptimierung leistet in der Fahrzeugentwicklung einen wertvollen Beitrag zur Konstruktion leichter, kostengünstiger und sicherer Fahrzeuge. Die an der Bergischen Universität Wuppertal entwickelte Methode der Graphen- und Heuristik basierten Topologieoptimierung (GHT) wird zur Optimierung von crashbelasteten Profilstrukturen verwendet, die mit dem Strangpressen hergestellt werden. Die Methode nutzt Heuristiken um die Topologie eines Profils zu ändern und somit Wände im Profilquerschnitt neu zu integrieren oder zu entfernen. Die implementierten Fertigungsrestriktionen stellen in Kombination mit der Graphenrepräsentation des Querschnitts sicher, dass die optimierten Strukturen unmittelbar ohne Geometrieableitung herstellbar sind.
In dieser Arbeit wird ein neues Fertigungskonzepts entwickelt, bei dem die Profilstruktur aus mehreren miteinander verbundenen Blechprofilen besteht, die an Flanschen miteinander gefügt werden. Dies ermöglicht die Verwendung verschiedener metallischer Werkstoffe mit höheren Festigkeiten.
Die Komplexität der einzelnen Blechprofile kann variieren, es werden jedoch nur Profilquerschnitte verwendet, die auch gefertigt werden können. Dazu wurden Fertigungsrestriktionen speziell für die Blechbauweise entwickelt. Zum einen sind das Fertigungsrestriktionen, die das Umformen der Bleche für einen Schwenkbiegeprozess berücksichtigen. Zum anderen muss im Rahmen von Fertigungsrestriktionen das Fügen der Bleche überprüft werden und die Zugänglichkeit der Fügewerkzeuge ist sicherzustellen. Bei den Fügeverfahren wird der Fokus auf das Laserstrahlschweißen und das Widerstandspunktschweißen gelegt. Zuletzt wird für alle simulierten Profile sichergestellt, dass es eine zulässige Fügereihenfolge gibt, mit der das Profil im Zusammenbau gefügt werden kann.
In dieser Arbeit wird ein neues Fertigungskonzepts entwickelt, bei dem die Profilstruktur aus mehreren miteinander verbundenen Blechprofilen besteht, die an Flanschen miteinander gefügt werden. Dies ermöglicht die Verwendung verschiedener metallischer Werkstoffe mit höheren Festigkeiten.
Die Komplexität der einzelnen Blechprofile kann variieren, es werden jedoch nur Profilquerschnitte verwendet, die auch gefertigt werden können. Dazu wurden Fertigungsrestriktionen speziell für die Blechbauweise entwickelt. Zum einen sind das Fertigungsrestriktionen, die das Umformen der Bleche für einen Schwenkbiegeprozess berücksichtigen. Zum anderen muss im Rahmen von Fertigungsrestriktionen das Fügen der Bleche überprüft werden und die Zugänglichkeit der Fügewerkzeuge ist sicherzustellen. Bei den Fügeverfahren wird der Fokus auf das Laserstrahlschweißen und das Widerstandspunktschweißen gelegt. Zuletzt wird für alle simulierten Profile sichergestellt, dass es eine zulässige Fügereihenfolge gibt, mit der das Profil im Zusammenbau gefügt werden kann.
| Erscheinungsdatum | 19.07.2025 |
|---|---|
| Reihe/Serie | Berichte aus dem Maschinenbau |
| Verlagsort | Düren |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Gewicht | 192 g |
| Themenwelt | Technik ► Maschinenbau |
| Schlagworte | Blechprofil • Crash • Fertigungsrestriktion • Graphen- und Heuristikbasierte Topologieoptimierung • Heuristik |
| ISBN-10 | 3-8440-9989-1 / 3844099891 |
| ISBN-13 | 978-3-8440-9989-8 / 9783844099898 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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