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<div class="csl-entry">Marx, S. (2019). <i>Schraubenmodellierung in der Crashsimulation</i> [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2019.57525</div>
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dc.identifier.uri
https://doi.org/10.34726/hss.2019.57525
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dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/20.500.12708/78599
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dc.description
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
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dc.description.abstract
In structural vehicle crash simulations bolted joints commonly are represented with simple models. These elements cannot predict failure or describe it in the correct way. As the models are not precise enough and experimental methods not sufficient, load und failure of the bolted joint remain unclear. For developing a better model for bolted joints this knowledge is necessary. As the time step is depending on the element size, a bolt in a complete vehicle model can only be represented by a substitute model with a limited number of elements. The aim of this thesis is to provide suggestions for a bolt model which can be used in a complete vehicle model. The first step has been to achieve a finite element model of a bolt, including the thread. Experiments have been developed as part of this thesis and were realized at Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG. These tests should recreate vehicle crash loads but with harder materials than in the automotive industry usual. The advantage of this approach has been that the generally very strong deformation of the components around the bolt has been prevented. This helped a lot in the validation process of the finite element model. In further consequence the model was tested in bolted joint between a rocker and a battery frame. The aluminum of the components complicated the comparison, due the bearing stress in the structure which lead to big challenges for the material models in the finite element analysis. As part of the simulations, loading and failure of the bolts became clearer. It showed that the head bending experiment initiates stresses, with very located maxima. The model for the complete vehicle should also produce a similar localization. The compliance of the bolt model should be the same as in the reality, also because of the huge bearing stress that can appear in an aluminum structure. The failure modes of the detailed bolt model were the same as in the experiments and a bolt model for the complete vehicle should show these tendencies too.
en
dc.description.abstract
In der strukturmechanischen Fahrzeugcrash-Simulation werden Schraubenverbindungen in der Regel nur mit einfachen Modellen abgebildet. Diese können meistens kein Versagen abbilden oder zumindest dieses nicht korrekt darstellen. Da die Modelle nicht genau genug sind und die experimentellen Methoden nicht ausreichen, sind die Beanspruchung und das Versagen der Schraube nicht vollkommen klar. Für die Entwicklung eines besseren Modells ist dies aber notwendig. Da der Rechenzeitschritt von der Elementgröße beeinflusst wird, muss die Schraube im Gesamtfahrzeugmodell durch einen Ersatzvolumenkörper mit möglichst wenigen Elementen modelliert werden. Das Ziel dieser Arbeit definiert sich dadurch, erste Vorschläge für ein Modell, wie oben beschrieben, zu erarbeiten. In einem ersten Schritt wurde ein FE-Detailmodell (inklusive Gewindegänge) einer Schraube erstellt. Es wurden Versuche ausgelegt, die im Rahmen der Diplomarbeit bei Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG durchgeführt wurden. Diese Versuche wurden crashartigen Belastungen nachempfunden, allerdings unter der Verwendung von festeren Materialien als im Fahrzeugbau üblich. Dies hatte den Vorteil, dass die sonst übliche starke Deformation der Schraubenumgebung in den Versuchen deutlich geringer war, was eine Validierung des Modells erleichterte. In weiterer Folge wurde das Detailmodell in einen Ausschnitt einer Batterierahmen-Schweller-Verbindung eingebaut. Hier zeigte sich, dass die Lochlaibung der Aluminium Struktur sehr stark war. Dies erschwerte den Abgleich mit den Versuchen zusätzlich, da die Anforderungen an die Materialmodelle der Struktur sehr groß waren. An Hand dieses Detailmodells wurden Beanspruchungen ersichtlich die bisher nicht erkennbar waren. So zeigte sich, dass bei einem Kopfbiegeversuch die maximalen Beanspruchungen sehr lokalisiert auftreten. Ein Modell für das Gesamtfahrzeug muss eine Lokalisierung dieser Art demnach auch abbilden können. Die Nachgiebigkeit des Schraubenmodells muss möglichst genau mit der Realität übereinstimmen. Dies ist im Hinblick auf die sehr starke Lochlaibung in einer Aluminium Struktur besonders wichtig. Das Versagensverhalten des Detailmodells entsprach dem der Versuche. Ein Gesamtfahrzeugschraubenmodell muss mit gewissen Einschränkungen zumindest dieselben Trends zeigen.
de
dc.language
Deutsch
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dc.language.iso
de
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dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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dc.subject
Finite Elemente Methode
de
dc.subject
Schraubenverbindung
de
dc.subject
Crashsimulation
de
dc.subject
LS-Dyna
de
dc.subject
Automobil
de
dc.subject
finite element method
en
dc.subject
bolted joint
en
dc.subject
crash simulation
en
dc.subject
LS-Dyna
en
dc.subject
Automotive
en
dc.title
Schraubenmodellierung in der Crashsimulation
de
dc.title.alternative
Modelling of bolts in crash simulations
en
dc.type
Thesis
en
dc.type
Hochschulschrift
de
dc.rights.license
In Copyright
en
dc.rights.license
Urheberrechtsschutz
de
dc.identifier.doi
10.34726/hss.2019.57525
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dc.contributor.affiliation
TU Wien, Österreich
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dc.rights.holder
Stefan Marx
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dc.publisher.place
Wien
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tuw.version
vor
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tuw.thesisinformation
Technische Universität Wien
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tuw.publication.orgunit
E307 - Institut für Konstruktionswissenschaften und Produktentwicklung