Am Beispiel der Entwicklung einer selbsttragenden Pkw-Seitentür aus Faserverbundkunststoffen werden Möglichkeiten aufgezeigt, mittels Versuchen und numerischen Strukturanalysen auf Komponentenebene einen Entwicklungsprozeß von Karosseriestrukturbauteilen aus FVK zu erarbeiten. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Auslegung hinsichtlich großer Verformungen und hoher Belastungen, wie sie bei einem Crash auftreten können. Die im Rahmen der Konzeptionsphase durchgeführte Gliederung des Gesamtproblems in Teilprobleme in Form von Modulen stellte dabei einen wichtigen Zwischenschritt dar. Anhand der Substrukturen Seitenaufprallträger-Modul, Scharnierkrafteinleitung und Türblatt konnten effiziente analytische und experimentelle Untersuchungen zur Vordimensionierung durchgeführt werden. Die spezifischen Besonderheiten des Werkstoffs FVK, die sich z.B. bei der Crashauslegung durch eine häufig unzulängliche Berechenbarkeit bemerkbar machen können, konnten so frühzeitig berücksichtigt werden. Während der Vordimensionierung der Substruktur Seitenaufprallträger-Modul wurde der Aspekt der Energieabsorption von auf Zug und Biegung beanspruchten Strukturen besonders betrachtet. In der Entwurtsphase wurden die Einzellösungen durch zwei Gesamtstruktur-Entwürfe in Form einer Schalen- und Sandwich-Schalenbauweise integriert. Die während der Vordimensionierungsphase optimierten Rechenmodelle und Materialdateneingabesätze konnten dabei effizient zur weiteren Optimierung der Gesamtstruktur mittels numerischer Strukturanalyse eingesetzt werden. Ein am Gesamtfahrzeug durchgeführter Pfahlaufpralltest zeigte, daß auch bei den untersuchten dynamischen Belastungen die FVK-Türstruktur im wesentlichen erhalten bleibt. Im Vergleich zur ebenfalls untersuchten Stahltür konnte für das Fahrzeug mit FVK-Tür eine Reduktion der Intrusion erzielt und der verbleibende Überlebensraum für den Passagier vergrößert werden. Der abschließend durchgeführte Offset-Frontalcrash konnte nachweisen, daß auch bei Unfallschweren, die gerade noch eine wirtschaftliche Fahrzeugreparatur ermöglichen, die Tür ohne erkennbare Schädigung erhalten bleibt.
Entwicklung von Karosseriestrukturen aus Faserverbundkunststoffen am Beispiel einer Nutzfahrzeug-Seitentür
Schriftenreihe Automobiltechnik, ika, RWTH Aachen ; 49 ; 1-142
2000
142 Seiten, Bilder, Tabellen, 73 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch