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Lastannahmen und Anforderungsmanagement in der Betriebsfestigkeit – neue Trends

Wolfsburg

46. Tagung des DVM-Arbeitskreises Betriebsfestigkeit

Zum Inhalt der Tagung

Ein wesentlicher Input für die Auslegung und Absicherung von Bauteilen und Bauteilsystemen hinsichtlich ihrer Betriebsfestigkeit ist die Lastanforderung von der frühen Entwicklungsphase bis zur Serienentwicklung.
Dieser Themenkomplex soll von den verschiedensten Blickrichtungen beleuchtet werden.

Regelmäßige Teilnehmer der jährlich ausgetragenen DVM-Betriebsfestigkeitstagungen werden sich erinnern, dass dieser Schwerpunkt nicht zum ersten Mal auf der Agenda steht. Die Gründe dafür sind sehr vielfältig. Die folgenden Ausführungen schneiden diesbezüglich einige Aspekte an, erheben daher aber keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Die Digitalisierung ist derzeit in aller Munde. Sie hält in unterschiedlichsten Facetten Einzug in unsere Gesellschaft. Auch auf dem Gebiet der Betriebsfestigkeit ergeben sich dadurch neue Herausforderungen, aber auch Verbesserungspotenziale. Zu den Herausforderungen zählt im Fahrzeugbau zum Beispiel der Themenkomplex „Vollautonomes Fahren“. Hier ist im Sinne der Betriebsfestigkeit eine Bewertung erforderlich, welchen Einfluss dies auf die im Fahrzeug wirkenden Lasten hat. Steigen die Lastanforderungen oder sinken sie sogar? Ein Potenzial zur Steigerung der Aussagegüte der Anforderungen bieten „Big Data“-Analysen und „Machine-Learning“-Methoden. Diese stellen schnelle, neuartige Auswertemöglichkeiten von Feld- und Kundendaten dar und können zu mehr Treffsicherheit der Anforderungen und gegebenenfalls zu differenzierten, kundenspezifischen Lastdaten führen. Durch die zunehmende Digitalisierung und die damit verbundenen Herausforderungen findet sukzessive ein Kompetenzumbau in den Betrieben statt. Neben den Kenntnissen auf dem Gebiet des klassischen Maschinenbaus tritt mehr und mehr das IT-Knowhow und die Datenanalyse in den Vordergrund.
Ein Dauerbrenner in der Diskussion bezüglich Lastanforderungen sind die eingesetzten Methoden für deren Ermittlung. Wann wird welche Methode sinnvollerweise eingesetzt und welche Lastarten müssen betrachtet und gegebenenfalls kombiniert werden? Wie sind zum Beispiel korrosive und thermische Einflüsse zu berücksichtigen? Insbesondere durch den vermehrten Markteinzug von Elektrofahrzeugen mit entsprechenden Hochvoltspeichern sind auch Fragestellungen bezüglich Missbrauchsbelastungen neu zu bewerten.
Nicht zuletzt sei der Aspekt erwähnt, dass ein Potenzial zur Optimierung von Leichtbaukonstruktionen eröffnet werden kann, indem die Belastungen im Betrieb aktiv beeinflusst werden. Im Fahrzeugbau können durch aktive Bauteile in Verbindung mit Regelsystemen die Belastungen aus Vertikalanregung oder Fahrmanövern begrenzt werden. In Windkraftanlagen ermöglicht die zyklische Verstellung von Rotorblättern eine Beeinflussung des Lasteintrags. Die Integration der entsprechenden Algorithmen stellt dabei neue Herausforderungen an die Kompetenzen und Methoden im Entwicklungs- und Nachweisprozess.

Dr. Martin Brune
BMW Group, München
Obmann des DVM-Arbeitskreises „Betriebsfestigkeit“

Themenschwerpunkte der aktuellen Veranstaltung
Die Tagung in 2019 thematisiert die oben genannten Aspekte hinsichtlich der Entwicklung und des Einsatzes von Lastannahmen und Lastanforderungen für den effizienten, qualitativ hochwertigen Auslegungs- und Absicherungsprozess von strukturfestigkeitsrelevanten Bauteilen und Bauteilsystemen in allen Entwicklungsphasen.
Beiträge zu den im Folgenden beschriebenen Schwerpunkten sind aus allen Branchen willkommen, die sich mit der Betriebsfestigkeit im Auslegungs- und Absicherungsprozess befassen.

Methoden der Lastermittlung

  • Nutzung von Big-Data-Analysen und Machine-Learning-Methoden zur Auswertung von Feld- und Kundendaten
  • Weiterentwicklung der klassischen Methoden der numerischen und experimentellen Lastermittlung zur Qualitätserhöhung
  • Notwendiger Kompetenzwandel bzw. Kompetenzerweiterung im Rahmen der Digitalisierung

Einfluss neuer Konzepte im Fahrzeug- und Anlagenbau auf die Lastanforderungen

  • Bewertung von synthetischen Standard-Lastprofilen auf deren Auslegungstauglichkeit im Sinne der Betriebsfestigkeit
  • Neuartige Regelsysteme im Fahrzeug- und Anlagenbau
  • Fahrzeuge, die teil- und vollautonomes Fahren erlauben
  • Elektro- und hybridgetriebene Fahrzeuge

Zusammensetzung von Belastungsarten

  • Kombination von mechanischen und umweltspezifischen Belastungen
  • Berücksichtigung von Betriebslasten und Sonderereignislasten
  • Bewertung von Missbrauchsbelastungen

Aktive Beeinflussung von Lasten

  • Aktive Regelsysteme im Fahrzeug- und Anlagenbau
  • Neuartige Konstruktionsprinzipien
  • Implementieren von Lastbegrenzungen

Die hier genannten Aspekte der Themenschwerpunkte stellen eine Anregung zu möglichen Vortragsvorschlägen dar und erheben nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Das Tagungsthema richtet sich nicht nur an angehende und etablierte Betriebsfestigkeitsexperten der Automobilindustrie, sondern an alle Technikbereiche, die sich mit der Betriebsfestigkeitsauslegung von Bauteilen und Bauteilsystemen auseinandersetzen.

Wichtige Termine
21.12.2018 Deadline zur Einreichung der Vortragsvorschläge. Die Vortragszeit beträgt inklusive Diskussion 30 Minuten, dabei sollte der Diskussion mit ca. 5 bis 10 Minuten genügend Raum bereitgestellt werden. Bitte senden Sie Ihren Vortragsvorschlag (Titel, Autoren mit Kontaktdaten und Abstract von ca. ½ DIN A4 Seite) an:
martin.bruneatbmw.de
02/2019 Benachrichtigung der Autoren
07/2019 Einreichung der Manuskripte