Ölausgleichsbehälter Troubleshooting

In einem Ölausgleichsbehälter aus glasfaserverstärktem Kunststoff entsteht bei hohem Innendruck ein Riss im Deckel. Um die Ursache dieses Bauteilversagens zu finden setzen die Ingenieure von M.TEC Berechnungen ein. Im nächsten Schritt wird mithilfe der Strukturoptimierung eine neuartige Konstruktion entwickelt, die den Belastungen standhält – bei gleichem Materialeinsatz.

MIt Simulationen Fehlerursachen erkennbar machen

Die FEM-Berechnung zeigt, wo die bei hohem Innendruck am stärksten belasteten Bereiche liegen. Eine zusätzliche Moldflow Analyse legt offen, dass im Bereich dieses lokalen Belastungsmaximums die Glasfasern im Material ihre verstärkende Wirkung nicht ausüben können, da sie alle gleich orientiert sind, quer zur vorherrschendenBelastungsrichtung.

Innovative Neukonstruktion mittels Strukturoptimierung

Um die Belastungen besser zu verteilen wird mihilfe der Strukturoptimierung eine neue Geometrie entwickelt. Ihre Rippenstruktur orientiert sich an den in der Topologieoptimierung ermittelten Kraftflüssen. Daraus leiten die Ingenieure von M.TEC eine kunststoffgerechte Konstruktion ab. Der Materialeinsatz bleibt im Vergleich zur ursprünglichen Geometrie gleich.

Fazit

Bauteileigenschaften richtig simulieren, Bauteilgeometrien aus dem Rechner

Bei der Überprüfung des ursprünglichen Designs mithilfe einer FEM-Berechnung wurde die Anisotropie des Materials nicht berücksichtigt. So ergab sich kein Hinweis auf eine schwache Materialstruktur an der hochbelasteten Stelle. 

Die Verstärkung des Bauteils beruht nicht auf höherem Materialeinsatz, sondern auf einer neuen innovativen Bauteilstruktur. Sie orientiert sich an den tatsächlichen Kraftflüssen. 

 

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