Institut für Entwicklung. Mechatronischer Systeme. 2. Swiss VPE Symposium, 14. April 2011, Hochschule für Technik Rapperswil 1

Ähnliche Dokumente
Tanken war gestern. Sportwagen mit Elektroantrieb. Thurgauer Technologietag am 27. März 2009 Josef Althaus

CAD-FEM-MKS, CAD FEM MKS. von der dreidimensionalen Konstruktionszeichnung zum guten mechanischen Simulationsmodell

Prüfung von direkt erdverlegten Armaturen EN488. Ing. Roland Silberbauer

Modellbasierte Entwicklung und Test der Regelung einer hydraulischen Belastungseinheit eines Windkraftprüfstandes mit MATLAB/Simulink und Speedgoat

Schweissnahtbewertung

UD-Prepreg mit Winkelabweichung: Herstellung, Zugversuch und Simulation

Simpack-Echtzeitmodelle für eine Mehrprozessor-HIL Anwendung Uwe Heitz ZF Friedrichshafen AG. ZF Friedrichshafen AG, 2006

Radnabengetriebe. Keep on rolling

DriveConcepts Software für die Antriebstechnik

Simulation von Klebverbünden in der Skiproduktion

Optimierung eines Seitenschutz Ersatzmodells mittels Sensitivitätsstudie und adaptiven Response Surface Methoden

1.4! Einführung. Systemmodellierung. Methoden und Werkzeuge

Parametrische Modellierung eines einlagigen Rundlitzenseils mit Kunststoffmantel

Berechnungsdokumentation. 1 Allgemeine Hinweise. 2 Applikation Drehtisch 2.1 Applikationsdaten. Die Berechnung wurde durchgeführt von:

Kegelrollenlagermodells in Pro/MECHANICA. 3. SAXSIM an der TU Chemnitz am 19. April 2011 Dipl.-Ing. Paul Kloninger

Simulation alternativer Fahrzeuge mit Dymola/Modelica

Whitepaper. Wie erstellt man ein gutes FEM-Modell?

Modellierung eines industriellen Rotors mit HyperWorks

Nachbeulverhalten von Flugzeugrumpfschalen

Modellierung von duktilen Stählen bei Verwendung von kommerziellen FE-Programm. Programm- systemen

Konstruktion - Methoden und Getriebe -

Feststoffgeschmierte Wälzlager

Asphalt - empirisch oder fundamental

FORSCHUNGSBERICHT DER HOCHSCHULE FÜR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN FACHHOCHSCHULE REGENSBURG 2008

Hybridgetriebe. Anforderungen an ein Fahrzeuggetriebe. Konzept und Aufbau des Hybridgetriebes. Funktionen und Regelung des Hybridgetriebes

Lehrstuhl für Maschinenelemente TU München Prof. Dr.-Ing. B.-R. Höhn. Prüfung Antriebssystemtechnik für Fahrzeuge SS 2010.

Stahlbau Grundlagen. Verbindungen im Stahlbau. Prof. Dr.-Ing. Uwe E. Dorka

Technische Universität Berlin. Institut für Konstruktion, Mikro- und Medizintechnik. Bereich Maschinenelemente. Prof. Dr.-Ing. H.

Radnaher Hochleistungs-Elektroantrieb mit integriertem Planetengetriebe

ALTERNATIVE ANTRIEBE HYBRIDANTRIEB

Simulationen mit NX4, Buchvorstellung und Neuigkeiten in Motion und FEM

DRESDYN Entwicklung der Forschungsanlage für große Experimente mit flüssigem Natrium

- 1 - Lehrstuhl für Maschinenelemente SS 2012 Prof. Dr.-Ing. K. Stahl TU München

System Optimierung als Schlüsselfaktor für f r die Effizienzsteigerung im Antriebstrang. Innovationsforum 2010 Dipl.-Ing.

Simulationsgrenzerfahrungen

Intelligent Drivesystems, Worldwide Services. NORDBLOC Industriegetriebe Modulares Baukastensystem und Getriebemotoren für mehr Flexibilität

NUTZUNG LOKALER EFFEKTE VON SCHWEIßNÄHTEN BEI LASERBASIERTEN FÜGEKONZEPTEN FÜR HOCHFESTE LASTÜBERTRAGENDE STRUKTURMODULE

Grundlagen des CAE/CAD

ENERGIEEFFIZIENTESTE FAHRZEUG

B Konstruktion. Werktstoff 16MnCr5 (1.7131): Vorgegebene Werte:

KG-Oberkurs 2011 Vorlesungen: Grundlagen der Kinematik und Dynamik

Zugversuch - Versuchsprotokoll

Chancen für den Produktentwicklungsprozess Simulation auf Clustern und HPC-Systemen

Projekt Stirnrädergetriebe

Hylight Innovative Hybrid-Leichtbautechnologie für die Automobilindustrie

Zahnformen in mechanischen Kleinuhren

Kolloquium zur Bachelorarbeit Alain-B. Nsiama-Leyame Bachelorstudiengang Produktentwicklung und Produktion WS 2015 / 2016

Tripode-Gelenkwellen

Nichtlineare Finite Elemente Simulation mit dem neuen CATIA V5 ANL - Modul. MIVP Ass. Prof. Dr. Manfred Grafinger

CoograDrive. SpecialFlange 10mm - Type 3. Produktdatenblatt: CoograDrive SpecialFlange 10mm - Type 3. Eigenschaften. Technische Parameter.

Ölverteilung im Getriebe Netzlose CFD bietet Potenzial

Faseroptische Erweiterung des geodätischen Messlabors der TU Graz

Ein Beitrag zur Modellierung des Antriebsstrangs

alpheno Perfektion in neuer Dimension

CAE INFORMATION DAY W. Krach FEM in der Produktentwicklung

POWER GEAR. Das leistungsfähige HighSpeed-Winkelgetriebe.

Thermomechanische Simulation von vergossenen Elektronikbaugruppen

Werkstoffkunde II - 2. Übung

PRÄZISIONSPLATTEN GEWALZT ODER GEGOSSEN

Einsatz der Mehrkörpersimulation in Verbindung mit Computertomographie in der Produktentwicklung

Creo Simulation Überblick

Der Elektrische Traktionsantrieb key component für die zukünftige Mobilität

CAE, 1.3 Übersicht Computerunterstützte Produktentwicklung

Master- / Bachelorarbeiten Haptisches Feedback

CoograDrive. SpecialShaft 10mm - Type 3. Produktdatenblatt: CoograDrive SpecialShaft 10mm - Type 3. Eigenschaften. Highlights.

Konstruktion eines Positionierantriebs

Thema: Strukturberechnung für Elemente der Kabinenausstattung von Flugzeugen

Energieeinsparung bei Einsatz von drehzahlgeregelten Antrieben

bastian Exzellenz Effizienz Innovation Schnelligkeit Partnerschaft Verzahnte Lösungen. Perfekt durch Präzision.

Neuartiger Baukasten mehrstufiger Planetengetriebe

Einstieg in die FEM Präsenzseminar und e-learning Kurs

Dipl.-Ing. Stefan Demmig, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. L. Kroll

Inhalt. CADFEM & ANSYS Numerische Simulationen: Wie und warum? Analyse eines Strömungssensors in ANSYS Workbench

Prof. Dr.-Ing. G. Knauer

Dynamische Simulation von Steuergeräten bei der Robert Bosch GmbH

Systemoptimierung und Mechatronik im Maschinenbau

Getriebe. Maßgeschneiderte Antriebslösungen: Getriebe für Werkzeugmaschinen und Fertigungssysteme. Ihr Spezialist für

Die neue Generation Hybrid-Antriebe von Mercedes-Benz

Klaus Palme Tel. +49 (0) Fax Nr. +49 (0)

3 Aufgabenstellungen. 3.1 Greiferkonstruktion

VTP-Getriebe: Stufenloses Getriebesystem

Körper aus Aluminiumlegierung. Innenteile aus Chromstahl. Sitzdichtungen aus NBR p min. = siehe Tabelle p max. = 10 bar

HAW Hamburg. Fakultät Technik und Informatik. Department Maschinenbau und Produktion. Praktikum - Konstruktion 4. Versuch M4

Österreichisches Kompetenzzentrum für Tribologie

Simulation von Baumaschinen mit Modelica

Behavioral Modeling (verhaltensbasiert)

Verzerrungen und Festigkeiten

Anwendung der Finite Elemente Methode bei Elektrischen Maschinen

Mit DESCH Planetengetrieben zum optimalen Servoantrieb

Innovative Power Transmission. RENK AED Advanced Electric Drive. Der ultimative Antrieb für leise Schiffe

Hygiene Design Mit Sicherheit rein

VERGLEICH DES NEO-HOOKE SCHEN UND DES MOONEY-RIVLIN SCHEN MATERIALMODELLS IN DER FEM-BERECHNUNG 1

Inhaltsverzeichnis. 2 Anwendungsfelder und Software Problemklassen Kommerzielle Software 12

Simulationen mit Unigraphics NX 4

Einstell- und Spannmuttern und Ringe

KISSsys Anwendung: 4MW Windkraftgetriebe

Herzlich willkommen. Einsatz von CATIA V5-FEM in der täglichen Konstruktion

Dreidimensionale transient thermische Analyse eines Lineardirektantriebs mit MAXWELL und

68 by ZIMM Austria 2010

Transkript:

Virtuelle Prototypen am Beispiel von Luftfahrt- und Elektromobilgetrieben Josef Althaus NTB Buchs 2. Swiss VPE Symposium, 14. April 2011, Hochschule für Technik Rapperswil 1

Warum virtuelle Prototypen? Wissen (mit virtuellem Prototyp) Quelle: Zühlke 2

Elektromobil-Getriebe Sportwagen mit Elektroantrieb, Bachelorarbeit 2007/08 von Batterie und Getriebe, Integration in das Fahrzeug finanziert durch BRUSA Elektronik AG, Sennwald erster Schuss muss sitzen 3

Elektromobil-Getriebe Anforderungen Getriebeübersetzung 5:1 kompakte Bauweise max. Gewicht: 20 kg/ Getriebe (Leichtbau) geräuscharm Dauerfest Festigkeitsauslegung der Verzahnung ISO 6336 mittels FVA Workbench 4

Elektromobil-Getriebe Optimierung mit FEM Gewicht Steifigkeit 5

Elektromobil-Getriebe Optimierung mit FEM Gewicht Steifigkeit 17 kg/getriebe Dauerfestigkeitsnachweis per FKM-Richtlinie 6

Elektromobil-Getriebe Verzahnungskorrekturen Verzahnungskorrekturen zum Ausgleich der Verformungen unter Last Breitenkorrektur Winkelkorrektur Balligkeit 7

Elektromobil-Getriebe Geräuschreduzierung ganzzahlige Sprungüberdeckung lange Kopfrücknahme detaillierte Dynamikanalyse Mehrkörpersimulation (MKS) Modellierung der Verzahnung mit schwankender Zahnsteifigkeit und Zahnkorrekturen ε γ = 1,71 ε γ = 2,05 8

Elektromobil-Getriebe Integration ins Fahrzeug Aufhängung über Dämpferelemente Simulation Festigkeit der Aufhängung Dynamik, Eigenfrequenzen 9

Realer Prototyp Elektromobil-Getriebe Getriebetests unter Last Geräusch Tragbild-Verifikation Wärmeentwicklung Wirkungsgrad Prüfstand 500 Nm 900 Nm 10

Luftfahrt-Getriebe Landeklappenantriebssystem des Airbus A380 Quelle: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH 11

Luftfahrt-Getriebe... am Beispiel eines Getriebes im Antriebsstrang der Airbus A380 Landeklappen-Betätigung FEM-Analyse des Getriebes Qualifikation einer Design-Änderung durch Simulation, d.h. ohne Test sehr hohe Genauigkeit gefordert vollständiges Getriebe mit Gehäuse, Lager, Zahnräder, Schrauben, Abstimmscheiben nichtlineare Kontakte, Abheben an Kontaktflächen Rund 1 600 000 Knoten 12

Virtueller Prototyp Luftfahrt-Getriebe Anwendung der Submodell-Technik für Bereiche mit hohen Spannungen Verschiebungsrandbedingungen des GesamtModells werden dem Submodell aufgeprägt. gesweeptes Netz (Hexaeder mit Mittelknoten) dadurch möglich genauere Spannungsverläufe Tetraeder-Netz, Hot-Spots Submodel mit Hexaeder-Netz, genauere σ-verläufe 13

Luftfahrt-Getriebe... am Beispiel eines Rotations-Getriebes zum Antrieb der Airbus A380 Landeklappen Nenndaten: Antriebsdrehzahl 600 1/min Getriebeübersetzung 1:400 Drehmoment am Abtrieb 60.000 Nm Gewicht ca. 75 kg Quelle: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH 14

Luftfahrt-Getriebe Aufbau des FE-Modells beinhaltet alle Strukturteile und Verzahnungen die überwiegende Anzahl von Kontakten wurden über nichtlineare Kontaktelemente modelliert. Verzahnung wurde als konstanter Ring und in wichtigen Bereichen durch mehrere Kontaktelemente über der Zahnbreite abgebildet Quelle: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH 15

Luftfahrt-Getriebe Verifikation der FE-Ergebnisse Test-Ergebnis FE-Ergebnis Dehnung (Druck) Spannung = 2508 [µm/m] = 499 MPa Dehnung (Druck) Spannung = 2468 [mm/m] = 491 MPa Abweichung: -1,6% Quelle: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH 16

Luftfahrt-Getriebe Verifikation der FE-Ergebnisse Test-Ergebnis FE-Ergebnis Dehnung (Druck) Spannung = -2602 [µm/m] = - 518 MPa Dehnung (Druck) Spannung = -2825 [µm/m] = - 562 MPa Abweichung: +8% Quelle: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH 17

Luftfahrt-Getriebe Schnelle fundierte Beurteilung bei notwendigen Änderungen Virtueller Prototyp erlaubt sehr schnelle und fundierte Entscheidungen bei notwendigen Design- oder Last- Änderungen um akzeptable Rechenzeiten zu erhalten, werden komplexe Geometrien (z.b. Verzahnungen) i.d.r. vereinfacht abgebildet durch Submodelltechnik können im Bedarfsfall lokale Belastungen sehr detailliert berechnet werden aus Simulationsergebnissen können in sehr kurzer Zeit die richtigen Schlussfolgerungen gezogen werden. Quelle: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH 18

Zusammenfassung Virtueller Prototyp bietet schnellen Wissenszuwachs während der Konstruktion Einbau Festigkeit Dynamik Geräusch Reduzierung/Ersatz von mechanischen Prototypen Kostenreduzierung schnelle fundierte Entscheidungen bei Design-Änderungen Quelle: Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH 19