Forschungsaspekte zu neuartigen Mischbauweisen

Abstract

Die Reduzierung von Emissionen (CO2) und Energieverbrauch, sowie die weitere Verbesserung der Unfallfolgenvermeidenden Sicherheitsmaßnahmen im Verkehrs- und Transportbereich, sind derzeitige und zukünftige Herausforderungen für die mobile Gesellschaft und den Gesetzgeber. Der Energieverbrauch hängt eng mit der zu bewegenden Fahrzeugmasse zusammen. Die Fahrwiderstandsgleichung bringt zum Ausdruck, dass durch die Reduzierung der Fahrzeugmasse der Beschleunigungs- und Rollwiderstand verringert werden kann und damit der Energieverbrauch. Die Erhöhung der Sicherheit ist ein weiteres Schwerpunktthema heutiger Fahrzeugforschung und -entwicklung. Verbesserungen bei dem derzeit schon hohen Stand der Technik werden auch in den so genannten Multi-Material-Design Bauweisen gesehen. Das Potenzial von Hochleistungs-Werkstoffen aus Faserkunststoffverbund in Last tragenden Strukturkomponenten wird trotz ihrer herausragenden spezifischen Werkstoffeigenschaften im Fahrzeugbau derzeit nicht ausgeschöpft. Ein Grund ist neben der Kostensituation die zurzeit noch unzureichende Simulationsmethodik, um das Versagensverhalten dieser Werkstoffe unter anderem bei Crash-Belastung numerisch zufrieden stellend vorhersagen zu können. Bei der Fahrzeugentwicklung ist dies jedoch unabdingbare Voraussetzung, um die Entwicklungsrisiken möglichst früh zu minimieren und auf eine Vielzahl von Crashtests zur empirischen Verbesserung des Verhaltens verzichten zu können. Der Einsatz von Multi-Material-Design Bauweisen in Kombination mit Last tragenden Strukturkomponenten aus Faserkunststoffverbund erfordert neuartige Bauweisen. Ein Lösungsansatz ist eine modularisierbare Spantbauweise im Multi-Material-Design. Diese Bauweise kann einer sich abzeichnenden steigenden Derivatbildung der Karosserieformen durch das Modularisierungspotential entgegenkommen. Die zuvor beschriebenen Lösungsansätze werden anhand aktueller Forschungsergebnisse beschrieben und dargestellt.