Dynamik: Transient (Motorhaube)

Mit ISAFEM3D wurde eine dynamische Berechnung des Aufpralls einer Motorhaube auf eine PKW-Karosserie durchgeführt.

Randbedingungen und Belastungen

Die transiente Berechnung soll einen sog. „Journalistentest“ simulieren. In diesem „Test“ versucht eine „Testperson“ mit Handkraft eine offen stehende Motorhaube möglichst kräftig zuzuschlagen. Der „Test“ gilt als bestanden, wenn die Motorhaube beim Aufprall weder die Karosserie berührt noch die Gläser der Scheinwerfer zerstört.

Aus Symmetriegründen wurde nur eine Hälfte der Motorhaube und des Vorderteils der Karosserie modelliert. Dementsprechend wurden die Randbedingungen in der Symmetrieebene festgelegt, siehe BILD 1.

Das Scharnier, um dessen Achse sich die Motorhaube dreht, wurde gelenkig gelagert. Der Stoßdämpfer wurde im Bereich der Radaufhängung gelenkig gelagert, siehe BILD 1.

BILD 2 zeigt die Motorhaube im geöffneten Zustand. Die Achse 3 des lokalen Koordinatensystems in BILD 3 stellt die Drehachse der Haube dar.

Der Schließvorgang der Motorhaube findet durch eine Drehung um Achse 3 – siehe BILD 3 – mit einer Winkelgeschwindigkeit von 2.5 s-1 statt. Aus dieser Drehung wurde die Aufprallgeschwindigkeit berechnet und an den Knoten der Haube als Anfangsbedingung für die Simulation festgelegt.

Ergebnisse

Die Auswertung der Ergebnisse bezieht sich auf die in BILD 4 gezeigten Positionen.

Die rote Kurve in BILD 5 zeigt die vertikale Verschiebung der Haube (Position A) nach dem Aufprall. Die dadurch verursachte Schwingung der Karosserie wird schnell von dem Stoßdämpfer absorbiert, siehe die Verschiebung an Position I (blaue Kurve).

Der Aufprall verursacht Kräfte im Schloss, siehe BILD 6. Diese Kräfte existieren nur dann, wenn die Motorhaube versucht, vom Schloss abzuheben.

Mit Hilfe der Simulation wird untersucht, ob der Aufprall der Haube zu einer Beschädigung des Schweinwerfers führt. Hierzu werden die Differenzverschiebungen gebildet. BILD 7 zeigt eine maximale Verschiebung von 1.20 mm, die von der Gummidichtung des Glases kompensiert wird.

Der Abstand zwischen der Haube (Position A) und der Karosserie (Position B) beträgt im geschlossenen, ruhenden Zustand 36 mm. Eine Differenzverschiebung zwischen den beiden Positionen beträgt maximal 9 mm, siehe BILD 8. Dies bedeutet, dass der Aufprall der Haube keine Kollision mit der Karosserie verursacht.

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