Automobilzulieferer nutzt Simcenter, um die Festigkeit und Lebensdauer von Strukturkomponenten zu verbessern

Berechnung der erwarteten Lebensdauer

Magneti Marelli Sistemi Sospensioni (Magneti Marelli) produziert fortschrittliche Systeme und Bauteile für die Automobilindustrie. Mit 89 Produktionseinheiten, 12 Forschungs- und Entwicklungszentren und 26 Anwendungszentren in 19 Ländern beliefert das Unternehmen alle großen Automobilhersteller in Europa, Nord- und Südamerika sowie Fernost. Das Unternehmen beschäftigt mehr als 38.000 Mitarbeiter und erzielte 2014 einen Umsatz von 6,5 Milliarden Euro.</>

Zu den Geschäftsbereichen von Magneti Marelli gehören elektronische Systeme, Beleuchtung, Motorsteuerung, Federungssysteme/Stoßdämpfer, Auspuffsysteme, Aftermarket-Teile/Services, Kunststoffkomponenten/-module und Motorsport. Das Unternehmen ist Teil von Fiat Chrysler Automobiles (FCA).

Um seine Position als führender Anbieter von Automobilteilen und -baugruppen zu behaupten, stand Magneti Marelli vor einer Reihe von Herausforderungen, darunter die Herstellung leichterer Bauteile zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz, die genaue Vorhersage der Lebensdauer von Komponenten und Baugruppen, die Reduzierung der Prototypenkosten und die Verbesserung der Korrelation zwischen der virtuellen Analyse und der Prüfung von Schweißverbindungen auf dem Prüfstand.

In der Tat verlangen immer mehr Originalgerätehersteller (OEMs) von ihren Zulieferern, die Lebensdauer von Bauteilen und Verbindungen zu berechnen, anstatt nur die herkömmliche Spannungsanalyse durchzuführen.

Konstruktionsänderungen optimieren

Um diese Herausforderungen zu meistern, nutzt Magneti Marelli Sistemi Sospensioni das Simcenter-Portfolio des PLM-Spezialisten (Product Lifecycle Management) Siemens Digital Industries Software. Dabei setzt das Unternehmen insbesondere auf die Lösung für die Lebensdauersimulation aus dem Portfolio, die es ermöglicht, schnelle und genaue Vorhersagen zur Lebensdauerberechnung durchzuführen. Spezielle Nachbearbeitungsfunktionen geben unmittelbar Rückmeldung zu allen kritischen Aspekten der Lebensdauer, Lasten und Ereignisse. Daraus ergeben sich folgende Möglichkeiten:

• Validierung von mehr Konstruktionsvarianten hinsichtlich Ermüdungsbeständigkeit innerhalb kürzerer Entwicklungszyklen

• Einsatz der Lebensdauerberechnung für die Leistungssimulation großer und komplexer Systeme

• Optimieren der Betriebsfestigkeitsleistung mit leichten und umweltfreundlichen Materialien

• Besseres Verstehen und Optimieren von Ermüdungstests

Magneti Marelli Sistemi Sospensioni stellte fest, dass die Lösung für die Lebensdauersimulation aus dem Simcenter-Portfolio es ihnen ermöglichte, die virtuellen Ergebnisse genau mit den Ergebnissen des Prüfstands zu korrelieren. Die Nachbearbeitungsfunktionen lieferten zudem auch nützliche Informationen für die Vorhersage der Lebensdauer von Komponenten und Baugruppen. Dadurch war das Unternehmen in der Lage, die Konstruktion zu optimieren, bevor ein physischer Prototyp hergestellt wurde.

Abschließend stellte Magneti Marelli Sistemi Sospensioni fest, dass der Einsatz von Simulationen die Festigkeit und Lebensdauer ihrer Produkte verbesserte.

Zuverlässigkeit bieten

"Mit den Simcenter-Lösungen waren wir zum ersten Mal in der Lage, genau mit den Prüfstandsergebnissen zu korrelieren", so Andrea Santini, Leiter des Bereichs CAE (Computer-Aided Engineering) und Innovation bei Magneti Marelli Sistemi Sospensioni.

"Wir haben in unserem Produktentwicklungsprozess die Vorhersage der Ermüdungsbeständigkeit für das Basismaterial verwendet, wie Aluminium, Gusseisen und Stahl, sowie die Lebensdauerberechnung der Bogenschweißung, der Nahtschweißung und der Punktschweißung. Wir schätzen an den Simcenter-Lösungen besonders die Zuverlässigkeit der Ergebnisse."

Santini merkt an: "Die Lösung für die Lebensdauersimulation aus dem Simcenter-Portfolio ist jetzt gut in unseren Produktentwicklungsprozess integriert und hat die Arbeitsweise von Magneti Marelli verändert."

Für ein Unternehmen wie Magneti Marelli ist die Wettbewerbsfähigkeit in der ökologischen Wirtschaft von entscheidender Bedeutung, und durch die Nutzung der Lebensdauerberechnung ist es in der Lage, seinen Erstausrüstern (OEMs) die leichtesten Produkte zu liefern, was wiederum das Gewicht des Fahrzeugs und die Kraftstoffemissionen reduziert.

Angesichts der Besorgnis in der Automobilindustrie, immer strengere regulatorische Standards für Emissionen zu erreichen, stellt dies einen echten Wettbewerbsvorteil für Magneti Marelli dar.

Den physischen Test bestehen

Bei der Lösung für die Lebensdauersimulation stimmen in der Regel Simulation und experimentelle Messungen überein, was die Berechnung der Ermüdung auf dünnen Platten bis zu zwei Millimetern ermöglicht. "Die Software ist zuverlässig, was für die Berechnung der Ermüdung von Teilen mit Naht- und Schweißpunkten besonders wichtig ist", sagt Santini.

"Die Lösung für die Lebensdauersimulation aus dem Simcenter-Portfolio ist flexibel und wurde in unseren Produktentwicklungsprozess integriert, um die Konstruktion zu optimieren und sicherzustellen, dass Prototypen den physischen Test beim ersten Versuch bestehen."