Eine besondere Anforderung an moderne Fahrzeuge bildet die Reduzierung von Co2-Emission. Für die Gewichtseinsparung, und somit die Reduktion von Co2-Emission, bieten neue Eisen-Mangan-Stähle (FeMn-Stähle) vielversprechende Möglichkeiten. Vor ihrer Serienanwendung sind diese Stähle zunächst in Forschungsarbeiten zu prüfen. Im Rahmen dieser Promotionsarbeit wurde daher das Leichtbaupotenzialder FeMn-Stähle im Bereichdes Fahrwerkes analysiert. Um das Gewichtseinsparungspotenzial der FeMn-Stähle zu erforschen, wurde der Volkswagen Golf V als Referenz-Fahrzeug gewählt. Für jedes Fahrwerk-Blechbauteil wurden eine Materialsubstitution und eine Blechdickenoptimierung durch numerische Belastungssimulationen durchgeführt. Bei sechs Teilen wurden sinnvoll nutzbare Gewichtseinsparungen identifiziert. Die Optimierung eines Federlenkers hat gezeigt, dass bis zu 20 % Gewichtsreduzierung möglich ist. Prototypen wurden gebaut und erprobt und haben wertvolle Werkstoff-und Produktionserkenntnisse gezeigt. Weitere Analysen, sowie die werkstoffgerechte Neukonstruktion zweier Vorderachshilfsrahmen, haben gezeigt, dass trotz höherer technischer Anforderungen eine Gewichtsreduzierung von 27 % sowie eine Kostenersparnis erzielt werden können, Des Weiteren wurden in den Bereichen Umformung, Fügetechnik, Korrosion, Kosten, Simulation und Materialversuche bzw. Analysen durchgeführt. Diese Untersuchungen haben es ermöglicht, die verschiedenen FeMn-Stähle zu charakterisieren und so Konstruktions-und Produktionshinweise zu sammeln.
The reduction of the C02-Emissions is apriority for todays automobiles. The development of new iron manganese steels(FeMn-steels) provides promising possibilities for both weight and energy saving. Before being used in votume series production these steels have to be analyzed in order to validate their potential for various applications.This thesis analyses the lightweight potential of the FeMn-steels. The first analysis has been made with the chassis of the Volkswagen Golf V. For each sheet metal part the original materials have been substituted and the material gauges optimized on the basis of CAE methods. Six parts have been identified. The lightweight potential can be demonstrated for the rearaxle control arm where a weight reduction of up to 20 % is possible. Prototypes have been produced and tested and have provided useful information for material specifications andproduction techniques. Further analyses,including optimized design for two front axle subframes demonstrated that even with increased design requirements was a weight reduction of 27 % achieved, but also acost reduction was possible. In addition to these analyses, forming, joining, corrosion, costs and simulations have been accomplished.
Untersuchungen zum Leichtbaupotenzial moderner Stähle im Fahrwerk
2008
149 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
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