Bibliographic Metadata

Title
Bestimmung der optimalen Simulationsmethode zur Ermittlung der Ermüdungsfestigkeit bei der Homologation von Motorradrahmen
Additional Titles
Determination of the optimal simulationmethod for the investigation of the durability during the homologation of motorcycle frames
AuthorRiebenbauer, Stefan
Thesis advisorSchüssler, Florian
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)FE-Methode / Strukturspannungen in Schweißnähten / Ermüdungsfestigkeit / Rechnerischer Festigkeitsnachweisnachweis nach der FKM-Richtlinie
Keywords (EN)FE-Method / Structural stresses in welds / Fatigue strength / Arithmetical proof of strength according to the FKM-Guideline
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Vorgang der Ermittlung der Ermüdungsfestigkeit eines Motorradrahmens. Diese Ermittlung erfolgt mithilfe der FE-Methode.

Zunächst wird beschrieben, welche Bedeutung ein ECE-Prüfzeichen hat und was notwendig ist, um dieses Prüfzeichen zu erlangen. Des Weiteren erfolgt eine Beschreibung des Verfahrens zur bisherigen Ermittlung der Ermüdungsfestigkeit eines Motorradrahmens. Anschließend wird der Stand der Technik im Bereich der Materialwissenschaften, der numerischen Berechnung von Strukturen mittels der FE-Methode und dem Festigkeitsnachweis nach der FKM-Richtlinie festgehalten.

Im Kapitel über das Finite-Elemente-Modell werden die grundlegenden Daten des Modells beschrieben und in welchem Einheitensystem gearbeitet wurde. Es werden die Klebeverbindungen, sowie die Lasten und Randbedingungen aufgezeigt. Die verschiedenen Ansätze zur Vernetzung des Motorradrahmens werden evaluiert und beschrieben. Des Weiteren erfolgt ein Vergleich der bekannten Spannungskonzepte zur Untersuchung von Schweißnähten. Abschließend werden die Submodelle in Hinsicht auf ihre Positionen und Modellierung behandelt. Der Nachweis der statischen Festigkeit und der Ermüdungsfestigkeit des Motorradrahmens wird im drauffolgenden Kapitel beschrieben. Dabei werden alle Submodelle einzeln behandelt. Es werden die Unterschiede im Nachweis zwischen geschweißten und nicht geschweißten Bauteile aufgezeigt und die Ergebnisse festgehalten. Das Kapitel der optimalen Simulationsmethode beinhaltet das Ergebnis dieser Arbeit. Die einzelnen Arbeitsschritte die zur Ermittlung der Ermüdungsfestigkeit einer Struktur notwendig sind, werden detailliert und in der korrekten Reihenfolge vermittelt. Abschließend wird ein Überblick über den Erfolg der Arbeit im Fazit und Ausblick gegeben.

Abstract (English)

This thesis deals with the process of determining the fatigue strength of a motorcycle frame. This determination is made by using the FE method.

At first, the meaning of an ECE mark will be described and what is necessary to obtain this mark. Furthermore, a description of the current method for determining the fatigue strength of a motorcycle frame will be given. Subsequently, the state of the art in the field of materials science, the numerical calculation of structures by means of the FE method and the proof of strength according to the FKM guideline is stated.

The chapter on the finite element model describes the basic data of the model and which unit system was used. It shows the glue-connections, as well as the loads and boundary conditions. The various approaches for meshing the motorcycle frame are evaluated and described. Furthermore, a comparison of the known stress concepts for the investigation of welds is made. Finally, the submodels are defined in terms of their positions and modeling. The proof of the static strength and the fatigue strength of the motorcycle frame is described in the following chapter. All submodels are assessed individually. The differences in the proof of strength between welded and non-welded components are shown and the results recorded. The chapter of the optimal simulation method contains the result of this thesis. The individual steps, necessary to determine the fatigue strength of a structure, are explained in detail and in the correct order. Finally, an overview about the success of the work will be given in the conclusion and outlook.