Neuentwicklung einer Felge aus Faser-Kunststoff-Verbund für ein Rennfahrzeug der Formula Student Klasse

Abstract

Entsprechend den Methoden der Konstruktionssystematik wird mit einer Konzeptphase gestartet. Dabei müssen zunächst die Anforderungen an eine Felge gesammelt werden. Anschließend können Konzepte für die Teilfunktionen der Felge in Form eines morphologischen Kastens entwickelt und zu Gesamtkonzeptes zusammengefügt werden. Unter Beachtung der besonderen Konstruktionsrichtlinien für Faser-Kunststoff-Verbunde sollen diese Konzepte in CAD-Entwürfe überführt werden. Aus diesen Entwürfen wird anschließend mithilfe einer technischen Bewertung die beste Lösung für den weiteren Entwicklungsprozess ausgewählt. Diese Variante muss daraufhin dimensioniert werden, wobei die ersten Schritte der Dimensionierung die Festlegung der Lastfälle und die Wahl eines Felgenmaterials sind. Es folgt die Entwicklung eines Vorauslegungsmodells, anhand welchem die Dimensionierung der Felge mithilfe einer FEM-Simulation erfolgen kann. Da es sich hierbei um eine Faserverbund-Konstruktion handelt, ist das Ergebnis dieser Auslegung keine Wandstärke, sondern ein Lagenaufbau, welcher basierend auf dem gewählten Halbzeug entwickelt wurde. Dieser Lagenaufbau wird anhand eines zweiten komplexeren FEM-Modells validiert. Der letzte Schritt des Entwicklungsprozesses im Rahmen dieser Arbeit ist die Vorbereitung der Fertigung. Diesbezüglich muss eine Werkzeugform zur Herstellung der Felge konstruiert werden. Darüber hinaus sind die Zuschnitte des Halbzeuges zu erstellen. Abhängig von der Geometrie von Felge und Werkzeug wird zudem eine spanende Nachbearbeitung benötigt, wofür weitere Hilfsbauteile konstruiert werden müssen. Den Abschluss dieser Arbeit bildet eine Bewertung des Gesamtergebnisses anhand der zuvor definierten Anforderungen.