Ein leichter Trailer entsteht nicht allein durch leichte Werkstoffe, sondern dadurch, dass der Werkstoff am richtigen Ort und im richtigen Querschnitt eingesetzt wird. Die Finite-Elemente-Analyse (FEA) macht die Spannungs- und Verformungsverteilung im Chassis virtuell sichtbar und erlaubt es, diese Entscheidungen rechnerisch statt per Versuch und Irrtum zu treffen.
Wie läuft der Optimierungsprozess ab?
- Lastszenarien werden definiert: statische Last, Bremsen, Kurvenfahrt, Rampenverwindung und Fahrbahnstöße
- Die Chassisgeometrie wird in Elemente zerlegt und eine Spannungskarte erstellt
- Per Topologie- und Querschnittsoptimierung wird Material aus niedrig beanspruchten Zonen entnommen
- Die Ermüdungslebensdauer wird an den kritischen Schweißdetails separat verifiziert
- Das Modell wird mit Dehnungsmessungen am Prototyp kalibriert
Die Balance zwischen Leichtbau und Stabilität
Bei der Gewichtsreduzierung dürfen Kipp- und Wankverhalten des Fahrzeugs nicht außer Acht bleiben; gerade bei Tankern mit flüssiger Ladung beeinflussen Schwerpunkt und Kammeraufteilung die Kippstabilität unmittelbar. Modelloptimierungsstudien in der Literatur zeigen, dass strukturelle Gewichtsreduzierung und Fahrstabilität in derselben Rechenschleife behandelt werden müssen. Das Ergebnis: ein mit weniger Material berechenbareres, sichereres Fahrzeug.
Quellen
- Yu, D. & Chu, J. (2019). Study on roll-stability model optimization for partially filled tanker trucks. Advances in Mechanical Engineering, 11(4). DOI: 10.1177/1687814019837805