Volume 47, Issue 11-12

Kurzfassung In der Fahrzeugentwicklung werden heute verstärkt Druckgussbauteile aus Leichtmetall eingesetzt. Daraus leitet sich die Aufgabe ab, frühzeitig eine Bewertung und Abstimmung der Funktionalität des Bauteils im Gesamtfahrzeug auf der einen Seite und der Herstellbarkeit des Bauteils auf der anderen Seite vorzunehmen. Dies ist nur durch den simultanen Einsatz von traditionellen CAE-Disziplinen und einer Prozess-Simulation möglich. Am Beispiel eines Getriebegehäuses wird aufgezeigt, dass die Gießsimulation zumindest qualitative Materialkennwertverteilungen berechnen kann. Zur Prognose von Defekten im Bauteil werden neue Kriterien vorgestellt. Aus den Erkenntnissen der Anwendung auf dünnwandige Strukturbauteile werden die weiteren Entwicklungsschritte abgeleitet.

Kurzfassung Um Kunststoffe in Karosserie-Exterieuranwendungen zu bringen, sind eine Reihe unterschiedlichster fahrzeugrelevanter Anforderungen zu erfüllen. Durch die Wahl entsprechend geeigneter Kunststoffe in Verbindung mit einer werkstoffgerechten Bauteilauslegung können die negativen Eigenschaften gegenüber den Metallen kompensiert werden, so dass die Stärken der Kunststoffe darüber hinaus zum Tragen kommen. Vorgestellt wird ein Werkstoffvergleich zwischen Duro- und Thermoplasten, woraus hervorgehen soll, welche Anwendungen zielführend sind. Abschließend werden einige Serienbauteile vorgestellt.

Kurzfassung Im vorliegenden Bericht werden die Werkstoffentwicklungen für Stahlfeinbleche für den Einsatz im Automobilbau beschrieben. Darüber hinaus werden moderne Korrosionsschutzkonzepte sowie Fertigungstechnologien, aktuelle Anwendungsbeispiele und die Leichtbaukonzepte Advanced Technologies for Lightweight Autobodies in Steel (ATLAS), NSB NewSteelBody (NSB) und Arcelor Body Concept (ABC) vorgestellt.

Kurzfassung Bei der Auswahl der Werkstoffe für eine Rohkarosserie steht die Erfüllung der funktionalen Anforderungen aus Steifigkeit, Crash und Schwingfestigkeit im Vordergrund. Während die Steifigkeit einer Struktur nur durch den E-Modul und die Blechdicke sowie die geometrische Gestaltung der Bauteile beeinflusst werden kann, können Festigkeitsanforderungen aus Crash und Schwingfestigkeit durch die Verwendung hochfester Werkstoffe erfüllt werden. Die durch hochfeste Werkstoffe mögliche Reduzierung der Wandstärke der Bauteile kann zu einer verringerten Steifigkeit der Rohkarosserie führen, was aber, wie gezeigt werden soll, durch Strukturschäume ausgeglichen werden kann. Durch die eingesetzten hochfesten Werkstoffe ergeben sich zusätzliche Anforderungen an die Technologien der Prozesskette Presswerk – Rohbau – Lack.

Kurzfassung “Das Auto ist wie eine Droge – wer einmal eines besitzt wird immer bestrebt sein, es zu behalten”, so äußerte sich 1979 Ludwig Kraus, ehemaliger Entwicklungsvorstand der Audi AG, auf dem Höhepunkt der Auswirkungen der Benzinkrisen der siebziger Jahre. Er hatte Recht. Selbst drastische Erhöhungen der Treibstoffpreise vermochten es nicht, den Zuwachs an registrierten Fahrzeugen in Europa zu vermindern oder gar zu stoppen. Gleichzeitig wurden die Fahrzeuge immer stärker motorisiert, besser ausgestattet, komfortabler und – als Konsequenz all dessen – deutlich schwerer. Seit einigen Jahren kommt nun auch noch “erschwerend” im doppelten Wortsinn der Trend zu den SUV hinzu. Die jüngsten Ereignisse auf dem Rohölmarkt haben erneut deutlich gemacht, dass ein drastisches Umdenken und Umsteuern beim Verbrauch für zukünftige Fahrzeuge erforderlich ist. Aluminium ist hier als Leichtbauwerkstoff gefragt.

Kurzfassung In jüngster Vergangenheit wurden die Machbarkeit und das Potenzial innovativer Magnesiumblechbauteile in der Automobilindustrie anhand verschiedener Demonstratorbauteile, wie eines Kotflügels und einer Vollmagnesium-Motorhaube, aufgezeigt. Jedoch gibt es derzeit noch äußerst wenige Serienanwendungen. Dies lässt sich vor allem durch die deutlich aufwändigere Prozesskette und die damit höheren Produktionskosten im Vergleich zu z.B. Gussanwendungen begründen. Die wesentlichen Schwierigkeiten liegen zum einen in der gießtechnischen Herstellung feinkristalliner und damit gut umformbarer Halbzeuge für die Blechherstellung und zum anderen in der legierungsspezifischen Optimierung der eingesetzten Walzregime hinsichtlich geeigneter Umformgrade, -temperaturen und Schmierstoffe.

Nevertheless, some necessary prerequisites for the practical application of these codes to particular cases have not been fulfilled sufficiently up to date. It is of special importance to assess the safety at accidental conditions where fast changes of the stress and strain state in the material and the component prevail due to dynamic (high rate) loading. At present, there are only expensive multiple specimen techniques available for the determination of crack resistance curves of ductile cast iron (DCI) at these loading conditions, like for instance the low blow method. For that reason, a further development of the corresponding fracture mechanics testing and evaluation methodology is necessary here. Therefore, it is first of all reported in the present paper on the review and systematization of published key curve methods that have nearly exclusively been applied to the determination of dynamic crack resistance curves of steels in the last 25 years with different success. Based on that, an assessment of their applicability to dynamic testing of DCI is made. It is basically distinguished between the experimental, analytical and numerical determination of key curves. An analytical approach and a numerical method were then chosen as advanced key curve methods promising success also with dynamic DCI testing.

Kurzfassung Eisenbahnschienen können unter Betriebsbedingungen brechen. Mit Hilfe der Bruchmechanik lassen sich das Risswachstums- und Bruchverhalten der Schienen untersuchen. Um dieses Verhalten z.B. im Hinblick auf die zerstörungsfreie Prüfung der Schienen im Gleis analysieren zu können, müssen die folgenden Einzelheiten bekannt sein: Betriebs- und Bruchbedingungen (Schienentyp, Radkräfte, Biegemomente, Temperaturen, Normalkräfte und Eigenspannungen), die bruchmechanischen Eigenschaften des Schienenstahls unter Betriebsbedingungen, die Form der Risse und die entsprechenden Spannungsintensitätsfaktoren. Für Schienen des Typs R65 sind die Spannungsintensitätsfaktoren für Querrisse, die von der Fahrfläche ausgehen, mit dem FEM-Programm ANSYS berechnet worden für die radkraftbedingte Biegung, für Temperatur-Normalkräfte sowie für die Längseigenspannungen.