Zuverlässigkeitsprognose mechanischer Komponenten auf Basis simulierter Betriebsfestigkeit

Abstract

Seit der Erfindung des Automobils sind Leistung, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit wichtige Eckpfeiler jedes Fahrzeugs [Fre21]; [BL04], deren Grundsteine in der Entwicklung gelegt werden. Aufgrund der Anforderungen der schnelleren Marktreife und größeren Kundennähe, müssen jedoch auch die Entwicklungsprozesse selbst beschleunigt werden. Unter anderem helfen hierbei computergestützte Simulationen, welche zusätzlich auch teure Hardware-Tests ersetzen sollen. Im Falle der Zuverlässigkeitsabsicherung werden jedoch überwiegend noch solche Hardware-Tests verwendet. Zur Integration dieser Tests in die computergestützte Simulation, wurde im Rahmen dieser Arbeit die LB²Z-Methode entwickelt, welche als Abkürzung für „Lastkollektivermittlung“, „Bauteilanalyse“, „Berechnung“ und „Zuverlässigkeitsanalyse“ steht. Sie bietet die Möglichkeit das Zuverlässigkeitsverhalten eines Produkts beim Kunde auf Grundlage von Felddatenanalysen und Festigkeitssimulationen zu prognostizieren. Die LB²Z-Methode setzt dabei im Kern auf produktindividuelle Festigkeitssimulationen, die um Feld- und Zuverlässigkeitsanalysen ergänzt werden. Die entwickelte Methode wird im Rahmen der Arbeit am Beispiel eines Kurbelgehäuses auf ihre praktische Anwendbarkeit geprüft. Die Ergebnisse werden dabei sowohl hinsichtlich ihrer Sensitivität untersucht, als auch mit dem realen Zuverlässigkeitsverhalten im Feld verglichen. Es zeigt sich, dass es mittels der LB²Z-Methode möglich ist, auf Basis rein rechnerischer Daten Abschätzungen für das spätere Feldverhalten durchzuführen.