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Das Dimensionalengineering-Team von Mahindra & Mahindra musste verstehen, wie Toleranzen an den Radführungslenkern das kinematische Verhalten einer Doppelquerlenker-Federung beeinflussen. Eine klassische Toleranzkettenrechnung konnte nicht erfassen, wie sich die Bauteile relativ zueinander über den gesamten Federungsweg bewegen.
Das Team musste Sturz-, Nachlauf- und Spurvariation vorhersagen, den ungünstigsten Bump-Steer-Gradienten finden und die Komponenten isolieren, die diese Variation verursachen, und dafür einen mechanischen digitalen Zwilling der Baugruppe nutzen statt eines statischen Modells.
3DCS Variation Analyst simuliert, wie sich Teil- und Baugruppentoleranzen in funktionale Variation fortsetzen. Bei Mahindra modellierte es die komplette Doppelquerlenker-Federung und quantifizierte jeden Beitrag zu Sturz, Nachlauf und Spur.
Das Mechanical-Modeler-Zusatzmodul definiert die kinematischen Gelenke des Lenkers, sodass sich das Modell wie die reale Baugruppe bewegt. Dies ermöglichte Mehrpositions-Analysen über den gesamten Federungsweg.
Der Advanced Analyzer & Optimizer identifizierte Worst-Case-Bedingungen und unterstützte eine iterative Toleranzoptimierung, die dem Team half, den Bump-Steer-Gradienten in einen akzeptablen Bereich zu bringen.
3DCS läuft nativ in den wichtigsten CAD-Plattformen, und seine Ergebnisse speisen nachgeschaltete Tools wie Siemens LMS und MATLAB Simulink, wodurch der digitale Zwilling auf die vollständige Fahrzeugdynamikanalyse erweitert wird.
Jedes kinematische Gelenk der Doppelquerlenker-Baugruppe (oberer Lenker, unterer Lenker, Achsschenkel, Radnabe und Rad) wurde definiert, um den realen Aufbau zu simulieren.
Die Positionstoleranz der Bohrungen am unteren Lenker wurde als dominanter Beitrag isoliert; die Sturzschraube wird gedreht, um den Wert in den vorgegebenen Bereich zu bringen.
Die Simulation bestätigte, dass die Dämpferlänge kaum zur Variation beiträgt, da sie während der Montage kinematisch angepasst wird.
Die Mehrpositions-Analyse von Sturz, Nachlauf und Spur über den gesamten Federungsweg ermöglichte eine iterative Toleranzoptimierung für ein akzeptables Verhalten.
Alle Simulationsergebnisse wurden mit den tatsächlichen Achsvermessungswerten des Fahrzeugs verglichen und bestätigten die Genauigkeit des Modells.
Die Toleranzkettenstudien versorgen andere Abteilungen und Simulationstools in Mahindras Fahrwerk-Federungsprogrammen, von der Konstruktion bis zum Werk.
Bei Mahindra & Mahindra treibt das Dimensionalengineering den gesamten Entwicklungsprozess an, statt ihm nachgeschaltet zu sein. Die mit 3DCS erstellten Toleranzkettenstudien werden von anderen Abteilungen und Simulationstools als Eingaben genutzt, und der gleiche Ansatz wird über alle Fahrwerk-Federungsprogramme angewandt: Querlenker-, Mechanical- und Mehrlenkersysteme gleichermaßen.
Die GD&T-Expertise des Teams (ASME Y14.5) untermauert diese Arbeit und stellt sicher, dass die simulationsleitenden Toleranzen mit der Definition in den Zeichnungen und letztlich mit den Bauteilen am Fahrzeug übereinstimmen.
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