Die Automobilindustrie rüstet Stoßfängersysteme zunehmend mit glasfaserverstärkten Thermoplasten UD-GMT und UD-SMC-Stoßfängerträgern aus. Die Nachteile der bisher angewendeten Auslegungsmethoden sollen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) behoben werden. Die im Beitrag genannten Vorteile glasfaserverstärkter Thermoplaste haben komplizierte Bauteilgeometrien mit Rippen und Stegen ermöglicht. Forderungen nach Festigkeiten von 200 N/mm2 und Steifigkeiten von 1000 N/mm2 machen den Schritt zu Hochleistungsverbundwerkstoffen notwendig. Ausgangspunkt für die Lösung ist, daß isotrope Produkt GMT zu anisotropieren ohne das Konzept der Wirrfaserverstärkung zu verlassen. Die mit dem UD-GMPP-45 erreichten Festigkeits- und Steifigkeitswerte werden dargestellt. Mit Hilfe der FEM-Methode wird gezeigt, wie die Anisotropie des Werkstoffs gezielt mit der Anisometrie des Bauteils zu einem auf Festigkeit und Steifigkeit optimierten Funktionsbauteil gestaltet werden kann. Berechnung und Versuchsergebnisse ergeben Übereinstimmung. Die Kennwerte E-Modul und Festigkeitsgrenze können durch Verstrecken der UD-Fasern und Auspressen der Matrix deutlich erhöht werden. Die maximal erreichbaren Steifigkeiten erhöhen sich bei optimaler Bördelanordnung. Die Untersuchungen weisen nach, daß mit UD-GMPP bei optimaler Bauteilgestaltung hochbelastbare Strukturen realisiert werden können, die noch vor wenigen Jahren ausschließlich Metallen vorbehalten waren. (Breiter)


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    Titel :

    Ohne Computer kaum möglich. Strukturoptimierung eines Stossfängerträgers


    Beteiligte:
    Hahn, H. (Autor:in)

    Erschienen in:

    Schweizer Maschinenmarkt ; 90 , 46 ; 116-129


    Erscheinungsdatum :

    1990


    Format / Umfang :

    8 Seiten, 16 Bilder, 1 Tabelle, 1 Quelle



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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