AllgemeinesForschungsberichte

CAD2BECAL

FVA 223 XX | Eigenmittelfinanziert im PA Kegelräder

Numerische Beanspruchungsberechnung an CAD-Modellen

Die hohe Kostenverantwortung des Entwicklers ist das Ergebnis der hohen Beeinflussbarkeit der Kosten in den frühen Stadien des Produktentwicklungsprozesses, gerade im Hinblick auf Werk-stoff- und Fertigungskosten. Im Fall von geschmiedeten Verzahnungen sind hier die hohen Kosten für die Entwicklung der Gesenke zu nennen. Der effiziente Einsatz von Simulationswerkzeugen im Produktentwicklungsprozess und damit die Einsparung von Werkstoffen, Fertigungs- und Entwicklungszeit gewinnt deshalb zunehmend an Bedeutung und schafft Wettbewerbsvorteile am Weltmarkt. Diese Kostenersparnis stärkt v.a. kleine und mittlere Unternehmen im internationalen Vergleich.

In diesem Vorhaben erfolgte die Einbindung einer neuen CAD-Schnittstelle zur Lastverteilungsrechnung an CAD-Modellen in BECAL. Der CAD-Import verbessert die Zugänglichkeit des Berechnungsprogramms für eine Vielzahl von Verzahnungstypen und ermöglicht erstmals die Lastverteilungsrechnung für ur- oder umform- technisch hergestellte Verzahnungen.

Für die detaillierte Analyse der Verzahnung kann die Berechnung der Beanspruchungen nun auf Basis von FEM-Einflusszahlen und FEM-Einflussvektoren erfolgen. Die Berechnungsmethode bietet dadurch erstmals die Möglichkeit Materialanbindungen oder Einspannungen, welche die Zahnverformung beeinflussen, zu Berücksichtigen. Dies ermöglicht eine detailliertere, wenn auch zeitaufwändigere, Lastverteilungsrechnung und die Auswertung der Spannungen im gesamten Zahnfuß. Die neue Berechnungsmethode wurde an in der FVA verfügbaren Versuchsergebnissen validiert und zeigt, verglichen mit der vormals verfügbaren BEM Berechnung, eine bessere Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen.

Eine derartige simulative Berechnung im Umfeld der FVA gewährleistet einen Wettbewerbsvorteil gegenüber Mitbewerbern. Durch die zur Verfügung gestellte Stand-Alone-Version wird zudem die Einbettung in bestehende Berechnungsketten innerhalb der Unternehmen ermöglicht. Das Ergebnis des Vorhabens wird den industriellen Anwendern in Form einer Forschungssoftware zur Verfügung gestellt.

Das Projekt 223 XX der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über Eigenmittel finanziert.

Artikel teilen auf: