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Optimierung von Schwingungen und Akustik in der virtuellen Produkt- und Fahrzeug-Entwicklung
Motivation Die Optimierung von Schwingungen und Akustik in der Produktentwicklung wird insbesondere durch die folgenden Aspekte motiviert: Komfort: Vom Menschen wahrgenommene Strukturschwingungen und die dadurch entstehenden Geräusche können das Komfort-Empfinden erheblich beeinträchtigen. Gesetzliche Vorschriften: Es gibt gesetzliche Regelungen, insbesondere hinsichtlich der von Fahrzeugen und Maschinen abgestrahlten Schallleistung, um eine hohe Lärmbelastung für Menschen zu vermeiden. Lebensdauer: Schwingungsbelastungen tragen wesentlich zur Verringerung der Lebensdauer von Strukturbauteilen bei. Sound Design: Verbessert die Nutzbarkeit durch intuitives Feedback und prägt zugleich Markenidentität sowie das emotionale Nutzererlebnis. Im Rahmen der Fahrzeugentwicklung bezieht sich das Thema Komfort auf die Wahrnehmung der Passiere im Fahrzeuginnenraum. Die Gesetzlichen Vorgaben beziehen sich auf die Wahrnehmung des Verkehrslärms durch…
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Multidisziplinäre Optimierung in der Virtuellen Entwicklung von Fahrzeug-Leichtbau-Strukturen – Herausforderungen und Strategien
Motivation In der virtuellen Entwicklung der Fahrzeug-Struktur müssen für zahlreiche Disziplinen entsprechende Zielwerte erreicht werden. Dazu gehören zum Beispiel Steifigkeits-Anforderungen, Zielwerte für Schwingungen und Akustik (NVH), passive Sicherheit (Crash), Lebensdauer und zahlreiche weitere Disziplinen. Gleichzeitig steht über allen Disziplinen die Forderung nach Leichtbau-Lösungen. Denn weniger zu bewegende Masse bedeutet einen geringeren Energiebedarf. Solver-interner Optimierer Optistruct Der FEM-Solver Optistruct (Altair / Siemens) hat einen eigenen internen Optimierer zur Optimierung von Modell-Parametern. Typischer Anwendungsfall ist zum Beispiel die Optimierung von Wandstärken für Strukturen, die aus mehreren dünnwandigen Blechen bestehen, die mit 2D-Schalenelementen modelliert sind (Abbildung 1). Dabei wird im Sinne des Leichtbaus in der Regel die Gesamt-Masse als zu minimierende Zielfunktion…
