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Metal-hybrid structures for an improved crash behaviour of car body structures

Kriescher, Michael and Salameh , Walid and Roettger, Jan and Droste, Alexander (2010) Metal-hybrid structures for an improved crash behaviour of car body structures. Materialien des Karosseriebaus 2010, Bad Nauheim.

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Abstract

Zur Zeit verwendete Karosserien in Stahl-Schalen-Bauweise bestehen vorwiegend aus durch Punktschweißen gefügten Blechschalen. Solche Strukturen können im Crashfall, bei einer konzentrierten Lasteinleitung wie dem Pfahlcrash, zu hohen Intrusionen führen, auch da die Blechschalen konzeptbedingt zum Beulen und Falten neigen. Mit dem Ziel, das Crashverhalten von Karosserien bei gleichzeitiger Gewichtsreduzierung zu verbessern, wurden die Vorteile von Trägerstrukturen in Metall-Hybrid-Bauweise untersucht. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Verbesserung der gewichtsspezifischen Crashperformance, insbesondere bei einer nahezu punktuellen Last, wie sie beispielsweise beim Pfahlcrash auftritt. Durch die Verwendung möglichst leichter Kernstrukturen im Inneren metallischer Trägerstrukturen wurde das Kollabieren der Metallschalen erfolgreich verhindert. Somit entstehen Strukturen, die im Crashfall nicht lokal versagen, sondern sich als Ganzes verformen, und damit in größeren Bereichen Energie absorbieren. Dies führt zu einer besseren Materialausnutzung und damit zu einer Erhöhung der gewichtspezifischen Energieabsorption. Eine wichtige Rolle für die Funktion der Energieabsorption spielt die Wahl geeigneter Kernstrukturen und -werkstoffe, da diese nicht nur eine möglichst hohe Druckfestigkeit bei möglichst geringem Gewicht aufweisen müssen. Sie müssen vielmehr auch während der Verformung der Struktur ihre Stützwirkung innerhalb des Profils beibehalten. Als Werkstoffe für die Profilschalen kommen vor allem Metalle mit hoher gewichtsspezifischer Festigkeit und Dehnbarkeit wie z.B. Edelstähle, neu entwickelte Manganstähle, aber auch Aluminium-Legierungen mit hoher Dehnbarkeit in Frage. Im Vortrag werden Versuchsergebnisse zu Verformungsverhalten und Energieabsorption von mit geeigneten Kernen verstärkten Trägerstrukturen präsentiert. An generischen Bauteilen konnte eine Steigerung der gewichtsspezifischen Energieabsorption auf das dreifache einer hohlen Struktur erzielt werden. Außerdem werden weiterführende konzeptionelle Ansätze für die Berechnung und Integration solcher Strukturen in Karosserien vorgestellt.

Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Metal-hybrid structures for an improved crash behaviour of car body structures
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Kriescher, Michaelmichael.kriescher@dlr.de
Salameh , Walidwalid.salameh@dlr.de
Roettger, Janjroettger@dow.com
Droste, AlexanderADroste@dow.com
Date:18 May 2010
Refereed publication:Yes
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Karosserie, Pfahlcrash, Metall, Hybrid, Schaum, Energieabsorption
Event Title:Materialien des Karosseriebaus 2010
Event Location:Bad Nauheim
Event Type:international Conference
Organizer:Automotive Circle International
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Terrestrial Vehicles
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Research theme (Project):V - Neuartige Fahrzeugstrukturen (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Vehicle Concepts > Lightweight and Hybrid Design Methods
Deposited By: Michael Kriescher
Deposited On:15 Oct 2010 10:31
Last Modified:15 Oct 2010 10:31

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