Durch die Einführung höher- und höchstfester Stahlfeinbleche sowie durch den partiellen Einsatz von Aluminium und Kunststoffen wurden in den vergangenen Jahren erhebliche Fortschritte im Leichtbau von Pkw-Karosserien erzielt. Eine weitergehende, deutliche Gewichtsreduzierung mit dem Ziel, den Trend zu immer höheren Fahrzeugleergewichten umzukehren und damit einen wirksamen Beitrag zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs zu leisten, wird jedoch den Übergang auf neue Bauweisen erfordern. Als ein Schlüssel zum Superleichtbau wird die Multi-Material-Bauweise gesehen, bei der für jedes einzelne Element der Fahrzeugkarosserie derjenige Werkstoff ausgewählt wird, der die gestellten Anforderungen bei minimalem Gewicht erfüllt. Im Rahmen mehrere Projekte hat sich das Institut für Kraftfahrzeuge der RWTH Aachen University in den vergangenen Jahren schwerpunktmäßig mit der Multi-Material-Bauweise beschäftigt. So wurde beispielsweise im europäischen Verbundprojekt SuperLIGHT-CAR eine Multi-Material-Karosserie für ein Kompaktklasse-Fahrzeug in Großserienfertigung entwickelt. Für die Multi-Material-Konzepte ist eine Methodik zur Auswahl von Materialien entwickelt worden. Diese ermöglicht es, die komplexen Anforderungen an Bauteile sowie Materialeigenschaften so darzustellen und zu systematisieren, dass eine optimale Materialauswahl für ein bestimmtes Bauteil schnell und übersichtlich möglich ist. Dabei werden alle Randbedingungen, die bei der Entwicklung einer Fahrzeugkarosserie eine Rolle spielen, wie z.B. Materialien, Fügetechnologien, Herstellverfahren, Gewichtsreduktion, Kosteneffizienz und Life-Cycle-Assessment berücksichtigt und eingebunden. Ausgehend von dieser Methodik erfolgte die virtuelle Entwicklung und Optimierung der verschiedenen Konzepte für das SuperLIGHT-CAR. Am Ende entstand ein Fahrzeug mit einer deutlichen Gewichtseinsparung und mindestens gleichen Struktureigenschaften gegenüber dem Referenzmodell.
Material selection and simulation - Key factors for effective body lightweight design
Materialauswahl und Simulation - Schlüssel zum effektiven Karosserieleichtbau
2009
12 Seiten, 7 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Englisch
Material selection and simulation - key factors for effective body lightweight design.
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A lightweight body front structure in multi-material design
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