Bei der Umsetzung von innovativen Leichtbaukonzepten erfährt der Einsatz von Magnesiumlegierungen anstelle von herkömmlichen Aluminiumgusswerkstoffen im Karosseriebau zunehmend an Bedeutung. Bisher primär als Werkstoff für Montagebauteile eingesetzt, sollen Magnesiumgusslegierungen zukünftig auch in crashrelevanten Fahrzeugstrukturen zu einer Gewichtsreduzierung beitragen. Einer automatisierten Rohbauintegration stehen jedoch werkstoffspezifische Restriktionen, wie z. B. die mechanischen sowie korrosiven Eigenschaften, entgegen. Im Rahmen dieser Dissertation wurden die Werkstoffeigenschaften der als Probenhalbzeuge abgegossenen Magnesiumgusslegierung AM50 HP analysiert, eine umfassende Charakterisierung des Trag-, Bruch-, und Korrosionsverhaltens von angepassten, in der Serienproduktion eingesetzten Fügeverfahren durchgeführt und magnesiumspezifische Einflussgrößen im Setzprozess untersucht. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit werden die Einsatzmöglichkeiten von beschichteten, mechanisch gefügten Magnesiumgussstrukturen in den Karosserierohbau deutlich erweitert sowie eine Abschätzung der erzielbaren Tragfähigkeiten und Korrosionsbeständigkeit bereits in der konzeptionellen Phase der Fahrzeugentwicklung ermöglicht.
Aktualisiert: 2020-12-08
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Für konventionelle mechanische Fügeverfahren, wie sie im Großserienkarosseriebau eingesetzt werden, besitzen Faser-Kunststoff-Verbunde keine ausreichende Duktilität, um diese schädigungsfrei zu fügen. CFK/CFK-Verbindungen werden daher mit vorlochbehafteten Fügeverfahren, wie etwa Blindnieten und Schließringbolzen-Systemen, erzeugt. Um den Verbindungsprozess von CFK-Fügepartnern durch den Vorlochentfall effizienter zu gestalten, werden im Verlauf der Arbeit unterschiedliche Fügeverfahren auf Basis ihrer Eignung für die Fügeaufgabe, der resultierenden Verbindungsfestigkeiten und ihrer Komplexität verglichen.
Das Schließringstanznieten wird dabei als geeignetes Verfahren für den Großserienautomobilbau identifiziert. In der anschließenden Verfahrensentwicklung werden verschiedene Prozessparameter und die Geometrie der Hilfsfügeelemente optimiert, um die Laminatschädigungen aus dem Stanzvorgang zu reduzieren sowie den Hinterschnitt zwischen Schließringbolzen und Schließring zu verbessern. In quasi-statischen und zyklischen Festigkeitsprüfungen wird weiter gezeigt, dass die Verbindungsfestigkeiten trotz vorhandener Laminatschädigungen aus dem Stanzprozess auf dem hohen Niveau vorgelochter Schließringbolzenverbindungen liegen.
Obwohl die Laminatschädigungen unter zyklischer Scherbelastung in Abhängigkeit zur Belastungshöhe anwachsen, können für den untersuchten Anwendungsfall keine negativen Auswirkungen auf die verbleibenden statischen Verbindungseigenschaften ermittelt werden.
Aktualisiert: 2019-12-12
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