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MediaService Industries Blog August 2018
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Weltrekord mit E-Rennauto - Schweizer Team konstruiert mit Siemens PLM Software E-Rennautos für Formula Student Download Download Download
Zürich, Schweiz. Als erstes Schweizer Team hat der akademische Motorsportverein Zürich (AMZ) an der Formula Student teilgenommen und seitdem jedes Jahr einen neuen Boliden mit mehreren hundert Teilen konstruiert. Dazu entwickelt das Team jährlich einen neuen Prototyp, mit dem die Studenten an den Start gehen. Die jungen Ingenieure nutzten dazu Lösungen von Siemens PLM Software, mit denen der Entwurf, die Überprüfung und die technische Dokumentation der Neuentwicklung erfolgen. Seit 2010 setzen die AMZ-Teams für die Rennen auf rein elektrisch angetriebene Rennautos und stellten 2016 mit ihrem Boliden „Grimsel“ mit einer Beschleunigung von 0 auf 100 Kilometer pro Stunde in 1,513 Sekunden einen neuen Weltrekord auf. Die Formula Student wurde 1981 von der Society of Automotive Engineers ins Leben gerufen und ist der populärste Wettbewerb seiner Art für junge Ingenieure. Über 600 Teams aus Universitäten in der ganzen Welt treten jährlich mit selbst gebauten Rennautos zu 18 Rennen an. Dazu gehört auch das Schweizer Team AMZ, das aus durchschnittlich 35 Mitgliedern besteht. Für jeden Boliden werden mehrere 100 Teile konstruiert, inklusive Reifen und Elektromotoren. „Wir entwickeln unsere Motoren für die spezifischen Anforderungen unserer Autos. So erreichen wir eine maximale Leistungsdichte: Die vier Motoren bringen je 50 PS (Pferdestärken) Leistung und wiegen dabei nur knapp drei Kilogramm“, so Nirushan Arumugam, CEO (Chief Executive Officer) des AMZ. Zentrale Software für die Konstruktion ist NX, ein umfangreiches Engineering-Software-Paket aus dem Lösungsportfolio von Siemens PLM Software. Softwarebausteine erleichtern Konstruktion Obwohl das jeweils aktuelle Team von früheren Teilnehmern immer unterstützt wird, ist die komplette Neuentwicklung eines Boliden innerhalb weniger Monate eine große Herausforderung. Die Lösungen von Siemens PLM Software und die damit mögliche Erstellung eines digitalen Zwillings des Rennwagens erleichtern die Arbeit der jungen Ingenieure erheblich. „Wir profitieren sehr von der tiefen Integration aller Lösungen von Siemens PLM Software in NX“, erklärt Arumugam. „Simcenter 3D können wir innerhalb der NX-Umgebung starten. Dass wir uns nicht mit unterschiedlichen Bedienoberflächen vertraut machen müssen, erspart uns eine Menge Zeit und Fehler.“ Neben den NX-Funktionen für die computergestützte Konstruktion (Computer-aided Design/CAD) nutzt der AMZ vor allem auch Simcenter-Bausteine, mit denen das Team die Konstruktion über den gesamten Entwicklungsprozess des Rennautos hinweg überprüfen kann. Das ist vor allem deshalb wichtig, weil die extrem leichten und gleichzeitig leistungsstarken Autos während eines Rennen die Grenzen des physikalisch Möglichen ausreizen. „Die Software Simcenter 3D Motion nutzen wir für Mehrkörpersimulationen. Mit NX Nastran führen wir Festigkeitsanalysen durch und mit der Software Star-CCM+ Strömungssimulationen“, beschreibt Arumugam. Sämtliche Ergebnisse werden in NX zusammengeführt und stehen dort allen Projektbeteiligten zur Verfügung. So können die Team-Mitglieder die Aerodynamik und Geometrie ihres Boliden bestmöglich optimieren. Harte Testbedingungen Die Wettbewerbe, an denen die Teams teilnehmen, sind umfangreich. Neben Beschleunigungsrennen, Kreisfahrten und Autocross-Qualifyings müssen die Fahrzeuge eine Ausdauerfahrt von 22 Kilometern Länge und statische Bewertungen bestehen. Bei letzterem präsentieren die Teams ihre Fahrzeuge und deren Entwicklung. Eine unabhängige Jury bewertet Konstruktion, Geschäfts- und Finanzplanung sowie die Produktion. Das AMZ-Team gewann von 2013 bis 2016 acht von 16 Wettbewerbe und stellte in 2016 mit dem Boliden „Grimsel“ einen neuen Weltrekord auf: von 0 auf 100 Stundenkilometer innerhalb von 1,513 Sekunden. Der schnellste Serienwagen benötigt dafür 2,2 Sekunden. Bildunterschriften Als erstes Schweizer Team hat der akademische Motorsportverein Zürich (AMZ) an der Formula Student teilgenommen und seitdem jedes Jahr einen neuen Boliden mit mehreren hundert Teilen konstruiert. 2016 stellte das AMZ mit dem Boliden „Grimsel“ einen Weltrekord auf: von 0 auf 100 Stundenkilometer in 1,513 Sekunden. Selbst die Motoren und Reifen für ihre elektrisch angetriebenen Rennautos werden vom AMZ selbst entwickelt; zentrale Konstruktionssoftware ist NX von Siemens PLM Software. Mit NX können die jungen Ingenieure von jedem Bauteil des Boliden einen digitalen Zwilling erstellen, der den Konstruktionsprozess und die Simulation deutlich erleichtert. Für die Optimierung der Aerodynamik werden alle Ergebnisse aus den Simulationen in NX zusammengeführt, so dass sie allen Projektbeteiligten immer zur Verfügung stehen. Eine genaue und kontinuierliche Überprüfung der Konstruktion über den gesamten Entwicklungsprozess des Rennautos hinweg ist wichtig, da die leichten und gleichzeitig leistungsstarken Autos während eines Rennen die Grenzen des physikalisch Möglichen ausreizen.
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