Ein Großteil der Fahrzeugstrukturen aus heutigen Serienproduktionen besteht in erster Linie aus Metallen (Stahl, Aluminium). Der Einsatz von Leichtbau-Materialien gewinnt im Zuge der steigenden Anforderungen an die Reduzierung des CO2-Austosses zunehmend an Bedeutung. Neben dem direkten CO2-Effekt durch Gewichtsreduzierung dienen Leichtbaustrukturen insbesondere auch der Kompensation der Gewichtserhöhung als Folge von alternativen Antriebskonzepten. Diese Entwicklung motiviert auch den großflächigen Einsatz von CFK (kohlenstoffverstärkte Kunststoffe) in den Karossen der BMW i Fahrzeuge (BMW i3 und BMW i8). Die hohen spezifischen Eigenschaften wie Festigkeit, Steifigkeit und Energieaufnahmevermögen machen Bauteile aus CFK attraktiv für den Einsatz als crash- und steifigkeitsrelevante Strukturen. Im grundlegend andersartigen Deformations- und Energieabsorptionsverhalten des Werkstoffes liegt aber auch die besondere Herausforderung bei der Crashauslegung von Fahrzeugen mit CFK-Strukturkonzepten. Um den sich ergebenden Vorteil der Gewichtseinsparung tatsächlich ausnutzen zu können, ist es daher erforderlich, neue Ansätze bzgl. der Anforderungen an die Strukturintegrität im Crashfall zu verfolgen. Das Hauptziel der passiven Sicherheit ist der Schutz der Insassen vor möglichen Verletzungen im Falle eines Aufpralls. Das Erreichen dieses Zieles kann sichergestellt werden, wenn die Fahrgastzelle eine Reihe von hohen Anforderungen an die Strukturintegrität erfüllt. Um dies zu gewährleisten, wird das Fahrzeug in verschiedene Crashzonen eingeteilt. Jede Zone hat individuelle Anforderungen an den Erhalt der Strukturintegrität und die Resttragfähigkeit der Lastpfade. Diese verschärfen sich zunehmend, je geringer der Abstand der betreffenden Zone zum Insassen ist. Der Hauptfokus dieses Ansatzes ist, den Energieabbau außerhalb der Schutzzone des Insassen stattfinden zu lassen und die Strukturintegrität der Fahrgastzelle zu erhalten.

    Currently, vehicle structures for series production mainly consist of ductile metals. Lightweight structures are becoming increasingly important to ensure vehicles utilizing alternative electric propulsion are competitive. This is one of the driving forces behind the use of CFRP (Carbon-Fiber-Reinforced Plastics) in vehicle structures. In frontal impact events, the material behavior responsible for energy dissipation may be different in the case of CFRP when compared to that of ductile materials such as steel. However, the potentially high specific mechanical properties make these materials appealing for applications in vehicle structures. In order to take advantage of the specific material properties in frontal impact applications a new approach to energy dissipation whilst maintaining structural integrity is required. The primary objective in passive safety is to ensure the protection of the car occupants, who are enclosed by the passenger compartment. In order to protect the occupants from potential injury in the case of a crash, the passenger compartment must meet highly demanding requirements. The front structure is divided into separate energy dissipation zones. Each zone has different requirements in regard to residual load capacity and integrity, both of which increase in proportion to the proximity to the occupant cell. This use of effective energy management ensures the structural integrity of the occupant cell is maintained.


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    Titel :

    Anforderungen an die Strukturintegrität beim Einsatz von Leichtbau-Materialkonzepten


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    12 Seiten, 12 Bilder, 3 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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