Sitze in Schienenfahrzeugen stehen in der Regel im Fokus der Gewichtsoptimierung, da Sitze in der Regel in größerer Anzahl in einem Schienenfahrzeug vorkommen. Eine einmalige Massenoptimierung kann sich vervielfachen. Die Sitzstruktur wird durch eine erweiterte Topologieoptimierung und eine Ermüdungs- und Schwingungsanalyse unter Berücksichtigung aller technischen Vorschriften, insbesondere des Brandschutzes, der Strukturlastfälle, der Ermüdung und der Schwingungen optimiert. Belastungsstufen sind implementiert, die Funktionsintegration ist realisiert. Das Strukturgewicht konnte um ca. 25% reduziert werden.
Lösungsansätze
- Analyse und Optimierung der Steifigkeit, der strukturellen Lastpfade und der Spannungsverteilung hinsichtlich des Materialeinsatzes
- Strukturelle Optimierung der Sitzstruktur hinsichtlich implementierter Laststufen kombiniert mit lokaler Verstärkung und globaler Wanddickenreduzierung, ausgewogener Steifigkeitsverteilung und Reduzierung der globalen Wanddicke
- Optimierung des Strukturverhaltens im Hinblick auf Ermüdung und Schwingungen unter Verwendung von FE-Simulations-/Optimierungsmethoden, um die Betriebsstabilität der gewichtsoptimierte Sitzstruktur mit optimiertem Materialeinsatz
- Optimierung der akustischen Frequenzen an einer leichtbauoptimierten Sitzstruktur unter Berücksichtigung aller gegebenen technischen Randbedingungen
- Vereinfachung der Sitzstruktur durch Funktionsintegration und Reduzierung von Teilen
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