Analytisch basierte Auslegungsmethode für FKV/Metall-Mischverbindungen bei dynamisch/medialer Belastung

Projektbeschreibung

Durch die Kombination von Stahl- und Aluminiumlegierungen mit hoch belastbaren Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV), lassen sich besondere Leichtbaupotentiale für Strukturbaugruppen erschließen. Derzeit fehlen für die Auslegung derartiger Strukturen mit stark divergierenden Werkstoffeigenschaften und komplizierten Strukturphänomenen jedoch geeignete Simulations- und Auslegungsmethoden, sodass oftmals eine Überdimensionierung von mehr als 50% vorliegt. Für die ingenieurmäßige Beschreibung der komplexen Fügebereiche bietet eine schnittreaktionsbezogene Auslegungsmethodik besondere Vorteile. Da Verbindungsstellen speziell im Karosseriebereich komplizierten Wechselwirkungen ausgesetzt sind, die durch eine Überlagerung von mechanischer Schwingbeanspruchung und Korrosionsangriff durch Umgebungsmedien hervorgerufen werden, wird ein anwendungsbezogenes Versagenskriterium für punktförmige Mischverbindungen benötigt. Die Ergebnisse des beantragten Forschungsprojektes erlauben insbesondere KMU als Subbzw. Zulieferunternehmen eine effizientere Auslegung von beliebigen mechanisch/medial belasteten Punktverbindungen in FKV/Metall-Mischbauweise. Dadurch können aufwändige Versuchsreihen am Realbauteil reduziert werden, was die Dauer und Kosten des „Time-to-Market"-Prozesses neuer Produkte deutlich reduziert. Zudem lassen sich durch die hier vorgeschlagene einfache und praxisbezogene Vorgehensweise bei der Auslegung von punktförmigen FKV/Metall-Mischverbindungen neue Verbindungstechniken besser bewerten und neue Geschäftsfelder für die KMU identifizieren und erschließen. Die zu erarbeitende Vorgehensweise ist überall dort von besonderem Interesse, wo die Auslegung von punktförmigen FKV/Metall-Mischverbindungen rechnergestützt erfolgt. Ein großes Anwendungsgebiet stellen demnach Karosseriebaugruppen zukünftiger Fahrzeuggenerationen in Multi-Material-Design mit FKV und Metallen, aber auch
Anwendungen aus dem der Schienenfahrzeug-, Schiffs-, und Flugzeugbau, dar.