Zur Realisierung von Leichtbau wird im Bericht ein neuartiges Konzept aus Stahlblech mit integriertem Aluminiumdruckguss vorgestellt. Das Fügen des Stahlblechs mit dem Aluminium erfolgt im Druckgussprozess. Die numerische Auslegung eines Dachquerträgers als Stahlblech-Aluminiumdruckguss-Hybrid von der Topologieoptimierung über die Gießberechnung bis zur Simulation der mechanischen Belastbarkeit wird behandelt. Eingangs wird das Prinzip der Hybrid-Leichtbaustruktur mit der Bezeichnung VarioStruct erläutert. Deren Tragverhalten basiert auf der Integration einer belastungsgerecht gestalteten Gussstruktur in ein Stahlblech. Als weitere Funktion kann die Gussstruktur auch zur Aussteifung des Stahlblechs unter Druckbelastungen genutzt werden. Dabei übernimmt die Gussstruktur die Wirkung einer Steife im Beulfeld. Auf der Basis dieser Aussteifungen können weitere überkritische Tragreserven aktiviert werden, weshalb dieser Effekt wirkungsvoller als eine einfache Aufdickung von Bauteilbereichen ist und damit maßgeblich zur Generierung von Leichtbaustrukturen beiträgt. Bei der Erzeugung einer Stahlblech-Aluminiumdruckguss-Hybrid Leichtbaustruktur muss für die Kraftübertragung zwischen beiden Werkstoffen während des Gießens eine kraftschlüssige, stoffschlüssige oder formschlüssige Verbindung erzeugt werden. Für die Auslegung eines VarioStruct-Bauteils wurde eine nichtlösbare formschlüssige Verbindung gewählt. Bei der Entwicklung der o.a. belastungsgerechten Leichtbaustruktur ist die numerische Auslegung von besonderer Bedeutung. Erst die Nutzung numerischer Methoden ermöglicht eine Auslegung, bei der die Werkstoffausnutzung effizient maximiert wird. Die Zielgrößen der Auslegung des Hybrids, die Topologieoptimierung und die Modellgenerierung, die Simulation der abschließenden Geometrieform sowie die Herstellung des Stahlblech-Aluminiumdruckguss-Hybrids und die Verifizierung der Simulation werden detailliert beschrieben. Unter Beachtung vergleichbarer mechanischer Eigenschaften wurde für das Beispiel Dachquerträger im Vergleich zur Referenzstruktur eine Gewichtseinsparung von 28% realisiert und somit die Zielvorgabe von 25% übertroffen.


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    Titel :

    Leichtbau Querträger als Stahlblech-Aluminumdruckguss-Hybrid. Von der numerischen Berechnung bis zum realen Prototypen


    Beteiligte:
    Pasligh, Niels (Autor:in) / Funke, David (Autor:in) / Röth, Thilo (Autor:in) / Krack, Rolf (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    14 Seiten, 16 Bilder, 4 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




    Leichtbau Quertrager als Stahlblech-Aluminiumdruckguss-Hybrid - Von der numerischen Berechnung bis zum realen Prototypen

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