Das Ziel des betriebssicheren Leichtbaus hoch beanspruchter metallischer Bauteile im erfordert einen immer größer werdenden Aufwand im Entwicklungsprozess für die Bauteilgestaltung. Eine wesentliche Änderung der Bauteiltopologie, um Leichtbau zu realisieren, führt jedoch unter Umständen nicht zu betriebssicheren Bauteilen. Die geänderte Bauteilgestalt kann die Empfindlichkeit der örtlichen Bauteilbeanspruchungen auf die unterschiedlichen äußeren Belastungen und auf unterschiedliche Einbauumgebungen stark verändern. Rechnerische Methoden können auf effiziente Weise die Erreichung des Ziel des Leichtbaus unterstützen. In den gezeigten Beispielen (Räder, Naben), die aus bestehenden Komponenten weiterentwickelt wurden, führten gestalterische Änderungen mit dem Ziel des Leichtbaus zu einer starken Empfindlichkeit der Leichtbaukonstruktionen auf Belastungsarten, deren Berücksichtigung bei der Bemessung nach dem Stand der Technik bisher nicht erforderlich war. Durch das Vernachlässigen von Belastungsarten kann an Rädern und Naben eine Lebensdauerminderung um Faktor 5-10 entstehen. Das Risiko steigt, dass Risse im Bauteilbetrieb auftreten. Die gezielte Anwendung rechnerischer Verfahren nach dem neuesten Stand der Erkenntnisse kann derartige Risiken feststellen und kostengünstig Wege zur Verbesserung aufzeigen. Mechanisch belastete Strukturen aus der Natur können Entwicklungsingenieuren wertvolle Inspirationen zum Leichtbau geben. Ein hochfester Werkstoff ermöglicht zusätzliche Gewichtsersparnis an hoch beanspruchten Komponenten. Ihre Gestalt muss sich der mechanischen Funktion, im Besonderen unter extremen Belastungen, anpassen, sofern ein hochfester Werkstoff eingesetzt werden soll. Eine im Sinne des Leichtbaus günstige Gestalt muss dem Verformungsverhalten des Werkstoffs Rechnung tragen. Schlagartig auftretende Bauteilbrüche bei Einwirkung extremer Belastungen können durch eine angepasste Bauteilgestalt vermieden werden.
Leichtbau hoch beanspruchter Bauteile erfordert angepasste rechnerische Bauteilbemessung
Light weight design of highly loaded components requires machting load assumptions
2006
22 Seiten, 18 Bilder, 3 Tabellen, 7 Quellen
Conference paper
German
Speziallacke fuer duroplastische Bauteile - Leichtbau erfordert neue Lackierkonzepte
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