Volume 50, Issue 4

Kurzfassung Das Ultraschallschweißen wird in vielen Bereichen der kunststoff- und metallverarbeitenden Industrie erfolgreich eingesetzt. Insbesondere Bauteile aus artgleichen Werkstoffen werden mit diesem Pressschweißverfahren in großen Stückzahlen gefertigt. Das Kunststoff-Ultraschallschweißen wird zum Fügen von thermoplastischen Werkstoffen verwendet. Die Metallschweißvariante des Ultraschallschweißens wird beispielsweise zur Herstellung von Heizungsrohren oder Litzen-Steckerverbindungen eingesetzt. Seit einigen Jahren können mit dem Metallschweißverfahren auch artfremde Werkstoffpaarungen zwischen Glas bzw. Keramik und verschiedenen Metallen sowie deren Legierungen hergestellt werden. Aufbauend auf diesen Erfahrungen werden am Lehrstuhl für Werkstoffkunde der TU Kaiserslautern auch Ultraschallschweißungen zwischen Glasfaser- sowie Kohlenstofffasertextilien mit metallischen Werkstoffen erfolgreich durchgeführt.

Structural materials, such as ferritic and austenitic steels and aluminium alloys, as used in the nuclear and aircraft industry, are subjected to external stresses which may lead to the nucleation of cracks. The damage zone ahead of a crack tip introduced as a result of static deformation was investigated in an Al-2024 and Al-6013 alloy, and in a 10 CrMo9 10 reference steel by means of small angle X-ray scattering. A robust parameter, the anisotropy parameter, describing the damage region was developed. Further damage parameters were explored. The data, supported by electron microscopy investigations, point to large oriented dislocation networks. Finite element calculations show a good correspondence in the shape and size of the damage zone.

Kurzfassung Die FAT-Richtlinie [1] ist zur zuverlässigen Bestimmung von crashrelevanten, dehnratenabhängigen Werkstoffkennwerten für Crashsimulationen im Automobilbereich entwickelt und durch Crash- tests mit Demonstratorbauteilen und Crashsimulationen validiert worden. Die Festlegungen in dieser Richtlinie ermöglichen es, in unterschiedlichen Laboratorien mit Hochgeschwindigkeitszugversuchen einsatzbezogene, werkstoffmodellorientierte Crashkennwerte als Eingangsdaten für Crashsimulationen und für den Aufbau von Materialdatenbanken in einheitlicher, standardisierter Weise zu ermitteln und eine abgesicherte Datenbasis für Automobilwerkstoffe zu erstellen. Die entwickelte Richtlinie trägt damit zur Erhöhung der Vorhersagegenauigkeit künftiger Crashsimulationen und so auch zur Verkehrssicherheit bei.

Kurzfassung Im Automobilbau werden zunehmend Druckgusserzeugnisse aus Nicht-Eisen-Metallen als Sicherheitsbauteile, die zu 100% zerstörungsfrei geprüft werden müssen, eingesetzt. Auch zur kostengünstigen Optimierung der Herstellungsprozesse sind zum Beispiel vor einer Bearbeitung zerstörungsfreie Prüfungen der Gussteile erforderlich. Prozessbedingt weisen Druckgussteile innere Volumendefizite (Poren und Lunker) auf. Diese können abhängig von ihrer Lage im Bauteil sowie von der Art, Beschaffenheit und Beanspruchung (zum Beispiel statische oder dynamische Belastung) des Bauteils Auswirkungen auf Festigkeit, Druckdichtheit und Oberflächenbeschaffenheit haben. Zur Detektion und Charakterisierung fertigungsbedingter Poren und Lunker in oberflächennahen Zonen (0,5 bis 2 mm Tiefe) von Druckgussteilen komplizierter Form wurde ein Verfahren mit hochfrequenten Ultraschallrückstreusignalen entwickelt.

Kurzfassung Mit einer angepassten Ultraschallmesstechnik kann der tatsächliche Kontaktspannungszustand in rotationssymmetrischen, vorgespannten Schrumpfverbänden (Presspassungen) qualitativ ermittelt werden. Statt der bisher verwendeten sphärisch fokussierenden Prüfköpfe wurde ein elliptisch fokussierender Prüfkopf entwickelt und eingesetzt, um die Defokussierung durch die gekrümmte Außenfläche auszugleichen. Damit fokussiert der Schallkopf bei einem definierten Wasservorlauf in beiden Ebenen auf die Kontaktfuge zwischen innerem und äußerem Ring. Die Ergebnisse zeigen, dass dadurch die Abmessungen der 6dB-Zone auf bis zu ein Zehntel verkleinert werden und somit das Auflösungsvermögen deutlich gesteigert wird.

In order to meet today's vehicle design requirements and to improve the cost and fuel efficiency, there is an increasing interest to design light-weight and cost-effective vehicle components. In this study, a topology design approach, which aims at defining of an optimum model at design stage, is used to decrease product cost and lead time to markets. An example of a vehicle component design is presented to illustrate the application of the topology optimisation approach for the optimal design of vehicle components.