Gewichtsoptimierung eines Pickup Leiterrahmens mithilfe der FE Methode

Abstract

Da NHTSA eine neue Richtlinie erlassen hat, die es den U.S. Herstellern vorschreibt ab 2016 den Treibstoffverbrauch Schrittweise immer weiter zu senken, besteht ein allgemeines Interesse an der Gewichtsoptimierung von Fahrzeugen. Eine schnelle und relativ neue Methode um Strukturen zu verbessern, ist die FEM gesteuerte Optimierung. Pickups sind eine der meist verbreitetsten Autoformen in Nordamerika. Sie sind sowohl für Arbeits- als auch private Zwecke einsetzbar, da sie bequem sind und durch ihre Größe auch als Statussymbol heran gezogen werden. Das Problem dieser Fahrzeuge besteht in ihrem großen Treibstoffverbrauch, der aus der massiven Bauweise und dem bedingten Einsatz eines stabilen Leiterrahmens herrührt. Diese Thesis befasst sich mit der Optimierung eines Pickup Leiterrahmens für einen besonderen Lastfall, der sich Vibroakustik (NVH) nennt. Die Arbeit behandelt unterschiedliche Methoden und Programme um Ergebnisse zu erzielen, die benutzt werden, um das Gewicht des Rahmens zu reduzieren. Des Weiteren befasst sie sich mit dem Aufbau der unterschiedlichen Optimierungsprozeduren und bewertet den Aufwand den es braucht, um einen gewissen Gewichtsanteil zu reduzieren.

In modern vehicle structures consumption and efficiency become more and more important. Since NHTSA introduced its new regulations for the fuel wastage of each car which sets in 2016, a lot of effort is spent to optimize new cars. A quick and relatively new method to enhance structures regarding the weight is the FEA based optimization. Pickup trucks are one of the most driven vehicles types in North America. Mostly they aren’t used for work, rather than being a comfortable big car and a status symbol. The downside of these massive cars is the fuel efficiency. The typical ladder frame which is normally integrated in the body-in-white of other vehicle types is a particular problem of these cars. This thesis deals about the optimization of a pickup frame for a special load case called “Noise, Vibration, Harshness” (NVH). It’ll deal with different methods and programs to gain reasonable results which are used to minimize the targets weight. Furthermore, it deals with the setup of these optimization processes, and evaluates the effort spent to the increment of weight, which can be saved.