Optimierung

Die Bauteiloptimierung umfasst die gezielte Verbesserung von Design, Material und Fertigungsprozessen. Ziel ist es, Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Wirtschaftlichkeit zu steigern. So werden Produkte effizienter, robuster und zuverlässiger im Einsatz.

Vorgehensweise


1. Analyse der Einsatzbedingungen und Messung realer Betriebslasten

  • Aufnahme der tatsächlichen Einsatzbedingungen
  • Durchführung oder Organisation von Betriebslastmessungen im Feld 
  • Zusammenarbeit mit spezialisierten externen Messpartnern
  • Einsatz moderner Messtechnik (z. B. Beschleunigungs-, Kraft- und Wegsensorik)
  • Erfassung realer Lastverläufe unter Betriebsbedingungen
     

Ergebnis: Repräsentatives Lastprofil als Grundlage der Optimierung

 

2. Aufbereitung und Definition von Belastungskollektiven

Aufbereitung der Messdaten (Filterung, Klassierung, statistische Auswertung) und Ableitung relevanter Belastungskollektive unter Berücksichtigung von: 

  • Amplituden
  • Frequenzen
  • Überlagerungen
     

Ergebnis: Validiertes und anwendungsnahes Lastkollektiv

 

3. FEM-Simulation und Bauteilverständnis

Aufbau detaillierter Finite-Elemente-Modelle (FEM) unter Berücksichtigung der nichtlinearen Werkstoffeigenschaften von Elastomeren

Analyse von: 

  • Spannungs- und Dehnungsverteilungen
  • lokalen Hotspots
  • dynamischem Verhalten 
     

Ergebnis: Identifikation kritischer Bereiche und Optimierungspotenziale

 

4. Designoptimierung

Identifikation und Umsetzung der Möglichkeiten zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit: 

  • Geometrische Anpassung (Formgebung, Übergangsradien, Wandstärken)
  • Werkstoffauswahl und ‑abstimmung (Elastomer-Mischungen)
  • Optimierung von Steifigkeit und Dämpfungseigenschaften
  • Reduzierung von lokalen Dehnungen
  • Minimierung von Spannungsspitzen
  • Verbesserung des Schwingungsverhaltens
     

Ergebnis: Robustes, langlebiges Bauteildesign

 

5. Schädigungsrechnung / Lebensdauerbewertung

  • Anwendung moderner Schädigungsmodelle für Elastomere
  • Bewertung von: 
    • Ermüdung
    • Rissinitiierung und ‑ausbreitung
  • Durchführung von Lebensdauerabschätzungen unter variablen Lasten
     

Ergebnis: Prognose der Bauteillebensdauer unter realen Bedingungen

 

6. Ableitung von Prüflastkollektiven

  • Omittierung nicht schädigungsrelevanter Lastanteile zur Prüfzeitreduktion
  • Transformation realer Betriebsdaten in beschleunigte Prüfprofile
     

Ergebnis: Effiziente Versuchsdurchführung bei gleichzeitig hoher Aussagekraft

 

7. Dynamische (Rest-)Lebensdauerprüfungen

  • Durchführung von Bauteiltests unter realitätsnahen Lastkollektiven
  • Nachstellung des Ausfallverhaltens im Betrieb
  • Validierung von: 
    • Simulationsergebnissen
    • Lebensdauerprognosen
    • Optimierungsmaßnahmen
       

Ergebnis: Abgesicherte Bauteilperformance

 

8. Benchmark und Nachweis der Verbesserung

Vergleich zwischen ursprünglichem und optimiertem Design

  • Vermeidung bzw. Reduktion lokaler Schädigungen
  • Lebensdauersteigerung
  • Reduktion kritischer Dehnungen
  • Erhalt der Funktionstoleranzen und Erhöhung der Belastbarkeit
     

Ergebnis: Transparent belegbare Performance-Steigerung
 

Mehrwert

  • Reale Einsatzdaten durch Feldmessungen statt Annahme
  • Höhere Vorhersagegenauigkeit durch validierte Lastkollektive
  • Verlängerte Bauteillebensdauer
  • Reduzierung von Ausfällen und Garantieaufwänden
  • Prüfzeit- und Kostenoptimierung
  • Fundierte Auslegung statt Trial-and-Error

GMT - Partner für nachhaltige Lösungen

Wir kombinieren Feldmessung, Simulation, Werkstoff-Know-how und Versuchstechnik zu einem durchgängigen Entwicklungsprozess. Durch die enge Zusammenarbeit mit spezialisierten Partnern ermöglichen wir, dass die Optimierungen auf realen Betriebsbedingungen basieren.