Automatisierte Optimierung von Achsfedern bei Mubea
Achsfedern sind in Fahrzeugen kaum sichtbar, haben aber großen Einfluss auf Sicherheit und Komfort. Zusammen mit Stabilisatoren haben sie maßgeblichen Einfluss auf die sichere Straßenlage und das kontrollierte Bremsverhalten, zudem sorgen sie für das gute Gefühl bei der Fahrzeughandhabung. Entwicklung und Designoptimierung von Achsfedern erfolgen automatisiert mit Simulationssoftware.
Foto: Mubea Fahrwerksfedern GmbH
Der mittelständische Automobilzulieferer Mubea Fahrwerksfedern GmbH (kurz für Muhr und Bender Attendorn) entwickelt und produziert Achsfedern und Federsysteme. Der Familienbetrieb mit über 100-jähriger Firmengeschichte ist geprägt von einer hohen Innovationskraft – der Markt fordert Flexibilität und Schnelligkeit. Der Grundstein für Sicherheit und Wettbewerbsfähigkeit eines erfolgreichen Achsfedersystems wird bereits in der Entwicklungsabteilung gelegt.
Selbstverständlich numerische Simulationen
Bei Mubea ist es selbstverständlich, dass Simulationssoftware zur effizienten Überprüfung der Belastungsfähigkeit von Designvarianten eingesetzt wird, in diesem Fall die Simulationssoftware Ansys optiSLang. Bei der Beschaffung und Beratung rund um die Ansys-Applikation setzen die Attendorner – wie Hunderte andere Mittelständler auch – auf Cadfem als zuverlässigen Ansprechpartner auf Augenhöhe. Sergej Schneider ist Ingenieur für Simulationstechnik bei der Mubea Fahrwerksfedern GmbH und weiß, worauf es ankommt: „Für zylindrische Achsfedern, bei denen die Krafteinwirkung parallel verläuft, kann die Auslegung vielleicht noch mithilfe analytischer Formeln erfolgen. Für die wirtschaftliche und zeitnahe Auslegung von KMP-Federn, bei denen Querkräfte wirken und die abweichende Achsfeder- und Einfederungsformen ausweisen, ist Simulation allerdings unerlässlich.“
4.000 Varianten auf Knopfdruck prüfen
Designoptimierungen spielen bei Mubea eine wichtige Rolle: Denn gefragt sind neben sicheren und hochwertigen immer auch leichte, nachhaltige und materialsparende Federsysteme. Achsfedern unterliegen statischen und dynamischen Belastungen bei der Ein- und Ausfederung und beanspruchen Platz. Neben der Einhaltung von Restriktionen ist das Ziel der Entwickler vor allem, entweder Schubspannung oder Schädigung über den betrachteten Windungsbereich der Achsfeder möglichst zu homogenisieren und somit das Material gleichermaßen auszunutzen. Außerdem wird auf mögliche Verletzungen des definierten Bauraums geachtet. Im abgebildeten Beispiel ist eine zylindrische Achsfeder auf Basis einer analytischen Vorauslegung verwendet worden. Durch unterschiedlichste Parameter und Einflussfaktoren ergaben sich 4.000 denkbare Varianten.
Virtuell schlägt manuell
Weil hier Versuche mit Prototypen schnell an ihre Grenzen stoßen, ermitteln die Ingenieure von Mubea die optimale Variante automatisiert und digital mit der Software Ansys optiSLang. Cadfem unterstützt bei der Konfiguration der Software, der Entwicklung von Testszenarien und der Anpassung von Workflows. Sergej Schneider: „Die automatisierte Auslegung von Achsfedern mit Ansys optiSLang hat sich bei uns bestens bewährt. Sie überzeugt durch schnelle und qualitativ sehr gute Ergebnisse und findet gerade auch da sinnvolle Lösungen, wo sich die manuelle Auslegung schwierig gestaltet. Ihren großen Vorteil bietet die virtuelle Auslegung in der Homogenisierung der Spannungs- und insbesondere Schädigungsverläufe, die sonst eine große Herausforderung darstellen.“
In der CADFEM Ansys Simulation Conference 2022 „Digitale Transformation in der Produktentwicklung“ erfahren Sie, wie Sie eine optimale Simulationsinfrastruktur mit effizienten Prozessen und Workflows gestalten: Donnerstag, 06.10.2022, 13:00 Uhr.
