CAE-Methoden in der Fahrzeugtechnik

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Rechnergestützte Methoden

2.1 CAx-Methoden

2.2 Computer

3 Modellbildung

3.1 Physikalische Modellbildung

3.2 Geometrische Modellbildung

3.2.1 Geometrische Aufbereitung

3.2.2 Physikalische Modifikation

3.3 Mathematische Modellbildung

4 Partielle Differentialgleichungen und Diskretisierungsmethoden

4.1 Klassifikation partieller Differentialgleichungen

4.2 Diskretisierungsprinzipe

4.2.1 Schwache Formen

4.2.2 Methode der gewichteten Residuen

4.2.3 Finite-Differenzen-Methode

4.2.4 Finite-Volumen-Methode

4.2.5 Begriffe

4.2.6 Smoothed-Particle-Hydrodynamic-Methode

4.2.7 Moving-Least-Square-Approximation

4.2.8 Äußere Approximation (Trefftz-FEM)

4.2.9 Randelemente-Methode

5 Wärmeleitung, Temperaturstrahlung, Konvektion, Diffusion

5.1 Wärmeleitung

5.2 Temperaturstrahlung

5.3 Konvektion

5.4 Diffusion

5.5 Plausibilitätsbetrachtungen

6 Dynamik starrer Körper

6.1 Kinetik des starren Körpers

6.2 Kinetische Energie des starren Körpers

6.3 Elemente von Starrkörperprogrammen

6.4 Orientierung starrer Körper

6.5 Aufstellen und Lösen der Gleichungen

6.5.1 Aufstellen der Bewegungsgleichungen

6.5.2 Lsen der Gleichungen

7 Statik und Dynamik deformierbarer Körper

7.1 Grundlagen der Elastizitätstheorie

7.1.1 Der dreiachsige Spannungszustand

7.1.2 Der ebene Spannungszustand

7.1.3 Kinematik des verformbaren Körpers

7.1.4 Hauptachsen und Invarianten

7.1.5 Kompatibilitätsbedingungen

7.1.6 Stoffgesetz

7.1.7 Formänderungsenergie

7.2 Elemente und Elementmatrizen

7.3 Beispiele

7.3.1 Spannungsberechnung

7.3.2 Eigenschwingungen

8 Finite-Elemente-Vernetzungen

8.1 Finite-Elemente-Typen

8.2 Numerische Integration (Quadratur)

8.3 Spannungsberechnung

8.4 Elementqualität

8.5 Beispiele

8.6 Abschätzungen

9 Crashberechnung und Insassensimulation

9.1 Einf¨uhrung

9.2 Elasto-Plastizität

9.3 Kontaktalgorithmen

9.4 Weitere Aspekte

9.4.1 Hourglass-Moden

9.4.2 Zeitschritt

9.4.3 Crashprogramme

9.5 Insassensimulation

9.6 Beispiele

9.7 Praktische Hinweise

10 Akustik

10.1 Einführung

10.2 Berechnungsmethoden

10.2.1 Theoretische Grundlagen

10.2.2 Rayleighsche Integralmethode

10.2.3 Boundary-Element-Methode

10.2.4 Finite-Elemente-Methode

10.2.5 Statistische Energie-Analyse

10.2.6 Ray-Tracing-Methode

10.3 Praktische Hinweise

11 Statik, Dynamik, Betriebsfestigkeit von Rohkarosserien

11.1 Statik von Rohkarosserien

11.2 Dynamik von Rohkarosserien

11.3 Vorhersage der Lebensdauer

12 Strömungssimulation

12.1 Motoren

12.2 Außenaerodynamik

12.3 Klimatisierung

12.4 Ladungswechselberechnung

13 MKS-Modelle

13.1 Ventilsteuerung und Antriebsstrang

13.2 Fahrdynamik

14 Fahrbahn-Fahrzeug-Interaktion

14.1 Reifenmodelle

14.2 Nachgiebige Fahrbahn

15 Nichtlineare Optimierung

15.1 Grundlagen

15.2 Suchstrategien

15.2.1 Jacob-Suchverfahren

15.2.2 Simplex-Verfahren

15.2.3 Monte-Carlo-Verfahren

15.3 Newton- und Gradienten-Verfahren

15.4 Verfahren der zulässigen Richtungen und SQP-Verfahren

15.5 Evolutionäre Algorithmen

15.6 Ganzzahlige Optimierung

15.7 DOE und RSM

15.8 Neuronale Netze

15.9 Multikriterielle Optimierung

15.10 Beispiele

15.10.1 Crashberechnung

15.10.2 Parameteridentifizierung

15.10.3 Rückhaltesysteme

15.10.4 Sicken- und Topologieoptimierung

16 Phänomene nichtlinearer dynamischer Systeme

16.1 Singuläre Punkte und invariante Mannigfaltigkeiten

16.2 Bifurkationen

16.3 Super- und subharmonische Schwingungen

16.4 Attraktoren und deterministisches Chaos

Literaturverzeichnis

Sachverzeichnis