Herstellung crashoptimierter Blechbauteile mittels Prägen

Projektbeschreibung

Simulation des Eckstauchversuchs mit Verteilung von Prägemustern auf Basis der Optimierung

Moderne Crashstrukturen von Kraftfahrzeugen bestehen üblicherweise aus Blechformteilen und werden im Crashfall Belastungen ausgesetzt, die sowohl eine hohe Festigkeit als auch ein ausreichendes Energieabsorptionsvermögen erfordern. Die Dimensionierung dieser Bauteile wird unter anderem durch den zur Verfügung stehenden Einbauraum, die für die Fertigung verfügbaren Verfahren und den avisierten Bauteilwerkstoff bestimmt.

Aktuell erfordert die belastungsgerechte Auslegung solcher crashrelevanten Bauteile aufwändige geometrische Topologieoptimierungen oder auch gezielte lokale Eigenschaftsmodifikationen durch Wärmebehandlungen oder Werkstoffkombinationen (z.B. Tailored Blanks). Die im Rahmen dieses Forschungsprojekts betrachtete gezielte Kaltverfestigung von hochbelasteten Bauteilbereichen mittels oberflächennahen Prägungen stellt in diesem Zusammenhang einen relativ einfachen, flexiblen und wirtschaftlich vielversprechenden Ansatz dar.

Prägungen, die flexibel zu einem technisch und kostengünstigen Zeitpunkt im Herstellungsprozess von Strukturbauteilen eingebracht werden können, erhöhen den Deformationswiderstand und überkompensieren durch die Kaltverfestigung lokale Blechdickenreduktionen und Kerbwirkungen. Die Zusammenhänge zwischen Prägemustern und dem crashrelevanten Deformationsverhalten sind bis heute allerdings nur unzureichend erforscht. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist daher die Entwicklung einer Methodik, welche eine simulative Auslegung eines belastungsgerecht lokal applizierten Prägemusters für crashoptimierte Blechbauteile ermöglicht. Die experimentelle und simulative Ermittlung der Zusammenhänge zwischen Prägeprozess, -muster und –tiefe sowie dem Deformationsverhalten unter kollisionstypischen Lastfällen stellt dabei einen wesentlichen Bestandteil der Forschung dar. Die Forschungsergebnisse erweitern insbesondere die Produktpalette von KMU, welche Systeme, Strukturbauteile und Entwicklungsdienstleistungen an Endanwender liefern.