Die Automobilindustrie steht vor großen Herausforderungen, um den Pkw der Zukunft im Spannungsfeld der zunehmenden Anforderungen zu entwickeln. Das Fahrzeug soll auf der einen Seite sparsamer und umweltfreundlicher sein, gleichzeitig aber dürfen keine Kompromisse eingegangen werden hinsichtlich der Anforderungen an Komfort, Qualität, Design und Sicherheit. Vor allem die funktionalen Anforderungen an die Sicherheit - ein zentraler Markenkennwert bei Mercedes-Benz - führen oft zu Zielkonflikten mit Anforderungen an den Leichtbau. Einer der wichtigsten Aspekte bei der Gestaltung einer modernen, crash- und leichtbauoptimierten Fahrzeugkarosserie ist die Auswahl von geeigneten Werkstoffen. Die Realisierung eines leichten Rohbaus birgt viele Herausforderungen wie beispielsweise die Abstimmung der Funktionen Crash, NVH, Betriebsfestigkeit, Fertigungstechnik, Korrosion und weiteren. Aber auch innerhalb der passiven Sicherheit existieren Zielkonflikte zwischen den Lastfällen, deren Lösung einen optimalen Mix von innovativen Werkstoffen und Fügetechniken erfordert. Im Hause Daimler folgt man nach wie vor den Prinzipien, die von Bela Barenyi bereits in den 1950er Jahren formuliert wurden. Diese bedingen eine steife Fahrgastzelle zum bestmöglichen Schutz der Insassen und definierte Bereiche, in denen die Deformationsenergie gezielt absorbiert wird. Diese Unterscheidung in zwei Zonen schlägt sich auch in der Werkstoffauswahl nieder. Zum einen Bereiche, die auf hohem Kraftniveau deformieren können, zum anderen Bereiche, die weitgehend intrusionsfrei bleiben müssen. Noch vor ca. 15 Jahren war der Werkstoffeinsatz in der crashaktiven Rohbaustruktur dominiert von Stahlgüten mit moderater Festigkeit und guten Umformeigenschaften. Inzwischen führen die immer höheren Leichtbauanforderungen zum vermehrten Einsatz von neuen Werkstoffkonzepten. Neben ultrahochfesten Stählen, Aluminium- und Magnesiumlegierungen treten Metall-Kunststoff-Hybride und Composites immer mehr in den Fokus der Fahrzeugentwickler. Um das Potenzial dieser Werkstoffe im Entwicklungsprozess nutzen zu können, müssen sie mit den Methoden der Crashsimulation prognosefähig beschrieben werden können. Ein wichtiger Aspekt für die Erreichung einer bis ins Detail prognosefähigen Crashsimulation ist die Berücksichtigung der Herstellungsprozesskette der einzelnen Bauteile. Für die tiefgezogenen Blechteile der Karosserie konnten Methoden etabliert werden, um die Einflüsse der Fertigungsprozesskette auf die spätere Crashperformance zu berücksichtigen. Dazu werden mit Hilfe der Umformsimulation Vorschädigung und Vordehnungen ermittelt und in das Crashmodell übertragen. Das trägt besonders zu einer verbesserten Prognose von Materialversagen bei. In Anbetracht des hohen Optimierungsgrads moderner Fahrzeugkarossen ist eine punktgenaue Auslegung nur mit der Unterstützung von Simulation und Berechnung möglich. Nur durch eine weiter zunehmende Prognosegüte der Simulation in frühen Entwicklungsstadien kann die Effizienz in der Fahrzeugentwicklung gesteigert werden und so zu noch leichteren und dennoch sicheren Fahrzeugen beitragen.


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    Title :

    Bedeutung von Werkstoffen in der Dualität von Sicherheit und Leichtbau


    Contributors:


    Publication date :

    2014


    Size :

    10 Seiten, Bilder, 4 Quellen


    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Storage medium


    Language :

    German




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