CAE-Methoden in der Fahrzeugtechnik by Martin Meywerk

By Martin Meywerk

Das vorliegende Buch führt in die CAE-Methoden ein und behandelt die spezifischen Fragestellungen von CAE-Methoden in der Fahrzeugtechnik.

Zunächst werden Grundlagen zur Modellbildung und zu Diskretisierungsverfahren für partielle Differentialgleichungen dargestellt. Die anschließenden Kapitel beschreiben die Inhalte Temperaturausgleich, Mehrkörpersimualtionen sowie Statik und Dynamik elastischer Körper. Es folgt ein Kapitel über Finite Elemente. Anschließend werden die fahrzeugspezifischen Themen Crash- und Insassensimulation, Akustik, Statik und Dynamik von Rohkarosserien, Mehrkörpersimualtionen und Lebensdauer, Strömungssimulation und Reifen-Fahrbahn-Wechselwirkungen behandelt. Ergänzt werden die Inhalte durch ein Kapitel über nichtlineare Phänomene und Optimierungsverfahren.

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Abb. 6). Die Erzeugung der Finiten Volumen kann bei verwickelter Geometrie aufw¨andig sein. In Abb. 5 ist am Beispiel eines Zylinders die Erzeugung des Gitters mit Tetraederelementen gezeigt. Bei diesem Beispiel erzeugt man zun¨achst Kurven. Diese Kurven sind Berandungen der Fl¨ achen, die im zweiten Schritt erzeugt werden und das zu durchstr¨ omende Volumen begrenzen. Im dritten Schritt erzeugt man Dreieckselemente auf den begrenzenden Fl¨achen. Diese bilden den Ausgangspunkt f¨ ur die Volumenvernetzung mit Tetraederelementen.

F¨ ur Balken oder St¨ abe), zweidimensional (i. Allg. aber nicht eben) oder dreidimensional. Zweidimensionale Elemente sind z. B. Dreiecke oder Vierecke, die durch drei bzw. vier Knoten festgelegt sind. Dreidimensionale Elemente sind z. B. Hexaeder oder Tetraeder, die durch acht bzw. vier Knoten festgelegt sind (vgl. Abb. 6). Abb. 6. Finite Elemente: Dreieckselemente, Viereckselemente, Hexaeder und Tetraeder. Inzidenzmatrix: Diese Matrix gibt an, welche Knoten welches Element bestimmen. F¨ ur den Anwender von CAE-Programmen ist diese Matrix ohne praktische Bedeutung.

Die Schritte 2 bis 4 f¨ uhren in der zweiten Gruppe auf algebraische Gleichungssysteme, die i. Allg. iterativ gel¨ ost werden. Es handelt sich bei diesen Problemen z. B. um die Bestimmung der statischen Spannungsverteilung elastischer Strukturen bei bestimmten ¨ außeren Lasten. 5. Zur L¨ osung der Gleichungen der ersten Gruppe wendet man h¨ aufig Zeitintegrationsverfahren an, um transiente Vorg¨ange zu bestimmen, atzen Stabilit¨ atsaussagen. oder man erh¨ alt aus eλt -Ans¨ 4 Partielle Differentialgleichungen und Diskretisierungsmethoden In diesem Kapitel werden zun¨ achst einige Begriffe im Zusammenhang mit partiellen Differentialgleichungen behandelt.

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