HAN als kennispartner voor light weight design
Rens Horn
[email protected]
Constructief ontwerp
Kosteneffectief Prestatie/Gewicht Betrouwbaarheid onderhoudbaarheid
Aanschafkosten + gebruikskosten
Kosteneffectief
Wat is een gewichtsbesparing waard?
Lichtgewicht ontwerpen met de visie van de gebruiker.
NEA
Veiligheid van een constructie
Kans op bezwijken bij een bepaalde belasting en met een bepaalde toegestane schade.
Benodige veiligheid: Voorschriften, Normen, bedrijfspolicy, eigen inzicht.
Belasting
respons
draagkracht
Lichtgewicht construeren
Nauwkeurig kennen van de belasting
Nauwkeurig kunnen bepalen van de respons van de constructie
Nauwkeurig kunnen bepalen van de draagkracht , zekerheid van materiaaleigenschappen en materiaalgedrag
Belasting bij het trailerontwerp
Van oudsher uitsluitend (quasi)statisch , kenmerkende standaard gevallen: statische belasting, bocht rijden, remmen, haaks omtrekken, etc. Werken met dynamische factoren voor verticale versnellingen (factor 2), voor trillingen (factor 4 voor aan het chassis opgehangen massa’s) etc.
Forward: dynamische belasting , op de kingpin, op de wielen, via versnellingen op lading en constructie. In principe maakt dit ontwerp op levens duur mogelijk.
Nieuwe voorschriften: Europese richtlijnen voor ladingzekering
Berekening van de respons van de constructie
Van oudsher klassieke sterkteleerberekeningen.
Beperkt de ontwerpvrijheid: je kunt alleen ontwerpen wat je uit kunt rekenen.
Problemen bij statisch onbepaalde constructies. ( en die krijg je snel bij constructieve functie integratie).
Rekenen aan stabiliteit : kip, knik, plooi is lastig.
Rekenen aan samengestelde constructies en composietmaterialen ( klassieke laminaten theorie ) is lastig.
Moderne: FEM –analyses bij HANAutomotive
SolidWorks Simulation (mid-end)
Abaqus (high end, non-linear, plastische analyses, crash simulation)
Fe-Safe en Verity : fatigue en durability
Nadeel: Modelleren is zeer tijdrovend. Het vervaardigen van een trailermodel inclusief een eerste analyse kost een afstudeerder in de regel ca. 4 maanden.
Haaks omtrekken van een trailer
Draagkracht van de constructie
Kennen van de eigenschappen van het materiaal zoals aanwezig in het eindproduct.
Veel verbindingen d.m.v. lassen. Lasverbindingen passen niet in de beschikbare standaardklassen. Vraagt tijdrovende en kostbare vermoeiingstesten.
Grote spreiding in de productie. Nog veel handwerk door niet gecertificeerde lassers, geen voorgeschreven en geregistreerde lasprocedures en lasparameter instellingen.
Fatigue analyse in Abaqus-Fe-Safe
– Nekconstructie Trailerbouwer A in Abaqus/CAE 6.9-EF2
Figuur 2.1.2.3.1 – Locatie waar de nek in de test kapot gaat.
Lichtgewicht construeren
Door:
materiaalkeuze
constructieve concepten bijpassende produktiemethoden Drieslag (trinity): materiaal – ontwerp - produktie M
O
P
Lichtgewicht construeren
Door functie integratie: sandwich = tevens isolatie=tevens chassis
Figuur 2.2.2.1.1 – 3D shell rekenmodel van de prototype caravan
Figuur 2.2.2.2.1 – Mesh van het 3D caravan rekenmodel. Enkele delen zijn niet weergegeven.
Minor Lightweight Structural Vehicle Design OWE
deeltentamen
Finite Element Analysis
Linear Algebra
Finite Element Method Lightweight Construction
Advanced Mechanics of Materials Lightweight Construction I Composites & Sandwiches Lightweight Construction II
Lightweight Beam Project
Design, Production & Testing
FEM Practical
Kolibri,Simulation, RTM-Worx Introduction to Abaqus Abaqus for Composite Materials
Composites Practical
--
Guest Lectures and Excursions
--
Project ontwerp,vervaardigen en testen van een balk in composietmateriaal
Balkproject Sandwich constructie
Balkproject I-balk
Theoretische kennis aan de HAN, praktische excursies met gastcolleges.
Pecocar: Lichtgewicht sandwich busvloer Donkervoort: Lichtgewicht Sportwagen
Van Eck
Ontwerp en bouw van lichtgewicht trailers
Advies Rapport City Boy Het lichtgewicht ontwerpen van een bovenframe voor de nieuwe City Boy
Thermoplasten
Nieuwe veelbelovende ontwikkeling vormen de Bkwaliteit thermoplasten (directe applicatie zonder autoclaaf curing)
•Thermoplasten zullen op korte termijn aan het Lightweight curriculum toegevoegd worden.
Master of Automotive Systems specialization on Light-weight Design
Full-time and part-time study programme
Specialization for MAS second and third semester
Subjects to be covered: –
Structural Mechanics
–
Light-weight materials
–
Light-weight design and mechanical stability
–
Fracture mechanics and fatigue
–
Theory and practice (Abaqus-Isight) of FEM
–
Additional FEM (Abaqus/Isight) assignment
–
Automotive structures, production technology
