Endlosfaserverstärkte Verbundstrukturen für fortschrittliche Skelettbauweise im Automobilbau
Andreas Maier
Die im Forschungsprojekt MAI Skelett erarbeitete Skelettbauweise konnte das Potential endlos, kohlenstofffaserverstärkter Thermoplastprofile aufzeigen. Um das gesamte wirtschaftliche Potential dieser Hybridbauweise nutzten zu können, bedarf es der weitergehenden Analyse des parallelen Einsatzes unterschiedlicher Verstärkungsfasern. In dieser Arbeit wird das Verhalten von Kohlenstofffaser-, Glasfaser- und deren Hybridprofilen mit einem Querschnitt von exemplarisch 10 mm x 10 mm unter den Hauptbelastungsarten betrachtet. Hierfür werden die Profile mechanisch charakterisiert und die Übertragbarkeit der Eigenschaften auf reale Bauteile simulativ und experimentell überprüft. Zur Identifikation geeigneter Bauteile in der Fahrzeugkarosserie wird eine Bewertungsmethodik erarbeitet, welche auf Basis der Belastungen und Funktionen im Gesamtverbund der Karosserie eine objektive Auswahl zielführender Bauteile ermöglicht. Zudem wird eine Materialauswahl in den Auslegungsworkflow der Skelettbauweise integriert. Hierfür werden Optimierungsalgorithmen zur Minimierung der Materialkosten bei Einhaltung der mechanischen Randbedingungen genutzt.
