Schwingungsanalyse der Kabelführung für Automobiltechnik: Sicherung der Haltbarkeit und Konformität beim Entwerfen von Fahrzeugen.

Optimierung der Kabelführung für Zuverlässigkeit unter dynamischen Bedingungen

In der modernen Automobiltechnik spielen Kabelführung und Kabelbaumverdrahtung eine entscheidende Rolle für den zuverlässigen Betrieb elektrischer Systeme in Fahrzeugen. Diese Komponenten sind ständigen Vibrationen, dynamischen Lasten und mechanischen Spannungen ausgesetzt, die bei unsachgemäßer Kabelführung zu vorzeitigen Ausfällen führen können.

Bei Endego sind wir auf Festigkeitsdesign spezialisiert und verwenden fortschrittliche CAE-Simulationen (Computer Aided Engineering) zur Validierung und Optimierung von Fahrzeugkomponenten. Neulich, im Rahmen einer Zusammenarbeit mit dem Kunden führte das CAE Team für virtuelle Validierung von Endego eine Schwingungsanalyse und Festigkeitsoptimierung der Kabelführung im Auto durch, um die Einhaltung der Anforderungen eines führenden Autoherstellers zu gewährleisten.

Projektherausforderung: Vibrations- und Festigkeitsanforderungen erfüllen

Der Kunde wollte die Festigkeit und Vibrationsresistenz der Kabelführung in einem Personenkraftwagen überprüfen. Zu den wichtigsten Zielen gehörten:

• Bewerten des Spannungsniveau im Kabelbaum bei Betriebsvibrationen.
• Sicherstellen, dass die Haltbarkeitsanforderungen des OEM eingehalten werden.
• Kabelführung optimieren, um die Festigkeit zu verbessern und das Risiko vibrationsbedingter Ermüdungsbrüche zu minimieren.

Angesichts der Komplexität moderner Fahrzeugverkabelungssysteme bestand die Herausforderung darin, die Befestigungspunkte zu validieren, die Kabelführung zu optimieren und die allgemeine Vibrationsfestigkeit zu verbessern, unter Beibehaltung der einfachen Montage.

Unser Ansatz: erweiterte FE-Vibrations-Simulationen durchführen und die Werte der raffinierten Vibrationsparameter betrachten

Um die Anforderungen des Kunden zu erfüllen, entwickelten die Festigkeitsspezialisten von Endego, auch CAE Team für virtuelle Validierung genannt, ein hochpräzises Finite-Elemente-Modell des Kabelführungssystems.

Wichtige Schritte der Analyse:

1. Erstellung eines detaillierten FE-Modells:
   • Das Rechenmodell der Kabelführung in drei Dimensionen wurde entwickelt; Materialeigen-schaften, Bindungen und Befestigungspunkte wurden berücksichtigt.
   • Die Befestigungspunkte wurden sorgfältig modelliert, um reale Montagebedingungen und Kabelbewegungen zu erfassen.
2. Schwingungsanalyse mit PSD-Berechnungen:
   • Es wurden Schwingungssimulationen mit der Leistungsspektraldichte (PSD) durchgeführt, um zu beurteilen, wie sich die Kabelführung unter realistischen Fahrbedingungen verhält.
   • Die Antwort der Struktur im Frequenzbereich wurde analysiert, um kritische Resonanz-zonen zu identifizieren, in denen das Ausfallrisiko steigt.
3. Berechnung der RMS-Spannungswerte:
   • Die RMS (Root Mean Square) Spannungsverteilung wurde im verlangten Frequenzbereich berechnet, zur Ermittlung der Spannungskonzentrationen und potenziellen Ermüdungs-bruchpunkte.
   • Die Ergebnisse halfen bei der Vorhersage der Langzeithaltbarkeit und zeigten Bereiche für strukturelle Verbesserungen.
4. Optimierung der Kabelführung:
   • In enger Zusammenarbeit mit dem Ingenieurteam des Kunden haben die Spezialisten von Endego Kabelführungen, Befestigungsplatzierungen und Vibrationsdämpfungsstrategien verfeinert, um die Haltbarkeit zu verbessern.
   • Durch das endgültige Design wurden übermäßige Spannungen minimiert und das Risiko einer Kabelermüdung und der Ausfälle im Laufe der Zeit reduziert.

Durch simulationsgeleitete Konstruktionsverbesserungen wurde bei der Kabelführung eine optimale Vibrationsbeständigkeit erreicht, während gleichzeitig die OEM-Spezifikationen erfüllt wurden.

Projektergebnis: Zuverlässige und skalierbare Kabelführung für Automobile

Die optimierte Kabelführungskonstruktion, die von den CAE Ingenieuren für virtuelle Validierung bei Endego validiert wurde, gewährleistet die Langlebigkeit und die Einhaltung der Standards der Automobilindustrie.

Zu den wichtigsten Vorteilen für den Kunden gehören:

• Zuverlässige und vibrationsresistente Kabelführung reduziert das Risiko elektrischer Ausfälle.
• Vollständige Einhaltung der Festigkeits- und Vibrationsanforderungen des OEM.
• Erhöhung der Produktion komplexer Kabelbäume unterstützt die wachsende Nachfrage im Automobilsektor.
• Verstärkte Zusammenarbeit mit einem großen Automobilhersteller, erweitert die Geschäfts-möglichkeiten.

Durch den Einsatz von FEM-Analysen und Schwingungsoptimierung verhalf Endego dem Kunden zu einem robusten und störungsfreien Verkabelungssystem, das die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Fahrzeugs verbessert.

Bei Endego bieten wir Strukturanalysen basierend auf CAE-Simulationen für Automobil-, Schienen- und Industrieanwendungen an. Die Fachkompetenz von Endego in den Bereichen erweiterte Schwingungsanalyse, Dauerfestigkeitsbewertung und Simulationen von dynamischen Lasten, unterstützt Hersteller beim Bau langlebigerer und effizienterer Fahrzeugkomponenten.

Wenn Ihr Unternehmen technische Unterstützung bei der Konstruktion von Kabelbäumen, der Schwingungsvalidierung oder der dynamischen Spannungsanalyse benötigt, kontaktieren Sie uns noch heute! Unser Team unterstützt Sie gerne bei der Optimierung Ihrer Automobilkomponenten für maximale Zuverlässigkeit.

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