lightweighting of a Trailer Chassis - Femto Engineering

Lichtgewicht van een aanhangwagenchassis

Automotive afstudeeropdracht

Patrick Naar
Patrick Naar

Ik ben bij Femto Engineering afgestudeerd op een lichtgewichtstudie van een geoptimaliseerd trailerchassis conceptontwerp met behulp van simulatiegedreven ontwerpprincipes. Simulatieresultaten werden direct gebruikt om het ontwerp in de conceptuele fase vorm te geven, waardoor simulatie een integraal onderdeel werd van het ontwerpproces. In deze post wil ik graag de resultaten van mijn werk met jullie delen en de tools & methoden die zijn gebruikt om deze resultaten te verkrijgen.

 

Ontwikkel lichter, ontwikkel beter

Voor deze opdracht werkte ik samen met een klant van Femto Engineering, gespecialiseerd in de productie van containers en opleggers. Het doel van het onderzoek was om de klant een conceptontwerp te presenteren van een trailerchassis dat in staat is om een 20ft tanker te vervoeren, maar met aanzienlijk minder gewicht in vergelijking met een baseline chassis.

 

Gebruikte oplossing

Simcenter 3D met de lineaire NX Nastran solver van Siemens PLM Software werd gebruikt voor dit lichtgewichtproject. Simcenter 3D was een logische softwarekeuze omdat het CAD- en CAE-functies samenbrengt in één platform. Dit vergemakkelijkt het iteratieve proces enorm, omdat het voor ingenieurs heel gemakkelijk en intuïtief is om heen en weer te schakelen tussen het modelleren van geometrie en het uitvoeren van analyses.

 

Onderzoek van de basislijn

De ontwikkeling van de conceptoplegger begon met het bepalen van de relatie tussen de torsiestijfheid van het basischassis van de oplegger en de torsiestijfheid van de tankcontainer. De video hieronder toont de verplaatsingen in het basischassis na de torsiebelasting. Vervolgens heb ik het basischassis gesimuleerd met zes belastingsgevallen om de spanningsontwikkeling in het chassis tijdens de werkelijke bedrijfsomstandigheden te bestuderen en zo volledig te begrijpen hoe het chassis wordt belast. Het onderzoek toonde aan dat het chassis tijdens de bedrijfsomstandigheden voornamelijk op verticale doorbuiging werd belast. Onderstaande video toont de spanningen op de zwanenhals van het basischassis tijdens het statische belastingsgeval.

De resultaten

Na een grondige beoordeling van de simulatieresultaten werden een aantal criteria vastgesteld waarop ik vier conceptontwerpen heb gebaseerd. Elk concept vertegenwoordigt een andere ontwerpbenadering. Na bestudering van de resultaten op het gebied van algemene prestaties, werd één concept gekozen dat een vermindering van 22% in massa liet zien ten opzichte van het basischassis. Maar nog belangrijker is dat het gekozen concept ook een algemene verbetering van het mechanisch gedrag vertoonde in vergelijking met het basischassis. Het ontwerp van het concept-chassis is te zien in onderstaande afbeelding.
trailer chassis lightweighting

 

Persoonlijke aantekening

Bij de automotive opleiding aan de Hogeschool Rotterdam heb ik veel geleerd over CAD, maar bij Femto Engineering heb ik de professionele ruimte gevonden om me ook echt te ontwikkelen op CAE gebied. Een succesvolle stage zou nooit mogelijk zijn geweest zonder de kennis, expertise en het enthousiasme van al mijn collega’s. Ik wil Femto Engineering bedanken voor de kans die ik heb gekregen om deel uit te maken van een geweldig team en voor alle ondersteuning tijdens de stage.

het lichter maken gaat door

Ron van Marel, de nieuwe automotive stagiair van Femto, zal mijn lichtgewicht inspanningen verrijken met een duidelijker beeld van de baseline trailer door meer simulaties uit te voeren van verschillende (combinaties van) belastingsgevallen. Belastingsgevallen zoals remmen, bochten nemen of een verkeersdrempel nemen. Verder zal hij de functie van de middensectie van de oplegger (tussen de langsliggers van de oplegger) onderzoeken. Ook het kingpin gebied van de oplegger zal worden onderzocht met als doel nog meer gewicht te reduceren.

Elk jaar biedt Femto Engineering studenten de kans om hun technische kennis verder uit te breiden door uitdagende stageplaatsen aan te bieden. Aarzel niet om te informeren naar de mogelijkheden die wij jou kunnen bieden!

Neem contact met ons op!

november 13, 2017
Hoe kunnen wij u helpen?

Heeft u vragen of interesse in één van onze diensten? Neem dan vrijblijvend contact met ons op. Wij helpen u graag.

over ons

Bij Femto Engineering helpen we bedrijven hun innovatieve ambities te bereiken met specialistische engineering consultancy, software en R&D.
Wij zijn Siemens DISW Smart Expert Partner voor Simcenter Femap, Simcenter 3D, Simcenter STAR-CCM+ en SDC Verifier. Neem contact met ons op en laat FEM en CFD voor u werken.

Privacy policy

×

Loop voorop in FEA & CFD

Schrijf je nu in voor onze nieuwsbrief en ontvang maandelijks FEA kennis, nieuws en tips gratis in je inbox.