Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Heckmann, Martin
Awiszus, Birgit (Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math.) ; Birkert, Arndt (Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.) (Gutachter)
Spannungsbasierter Ansatz zur Erhöhung der Beulsteifigkeit von Karosserie-Außenhautteilen
Kurzfassung in deutsch
Der Beulwiderstand ist ein spezifisches Qualitätskriterium von Außenhautteilen der Fahrzeugkarosserie. Er setzt sich zusammen aus Beulfestigkeit und Beulsteifigkeit. Die Beulfestigkeit ist definiert als Widerstandsfähigkeit des Bauteils gegen bleibende Verformungen der Oberfläche durch einwirkende Beullasten. Die Beulsteifigkeit bestimmt vor allem die haptische Qualitätswahrnehmung. Leichtbau-Bestrebungen führen zur Verringerung von Blechdicken auch bei Beplankungsteilen. Während die Beulfestigkeit dabei durch höhere Werkstofffestigkeiten aufrechterhalten werden kann, nimmt die Beulsteifigkeit überproportional stark ab. In der vorliegenden Arbeit wird die Bedeutung unterschiedlicher Steifigkeitsverläufe für die haptische Beurteilung der Bauteilqualität untersucht. Versuche an skalierten PKW-Dächern unterschiedlicher Stahlgüten und Ausreckungsgrade widerlegen tradierte Annahmen zur Korrelation von Kaltverfestigung und Beulsteifigkeit. Gezielte Eingriffe in den Ziehprozess doppelt gekrümmter Blechteile sowie Modifikationen der Randbedingungen bei der Beulprüfung werden erprobt und ihr Einfluss auf das Beulverhalten der Bauteile analysiert. Im Zusammenspiel aus analytischen Berechnungen, numerischen Modellen und physischen Experimenten wird ein neuartiger Lösungsansatz zur Erhöhung der Beulsteifigkeit von Außenhautteilen durch elastische Vorspannung entwickelt, der dem Phänomen der geometrischen Steifigkeit zuzuordnen ist. Die Validierung erfolgt zunächst an einfach gekrümmten Aluminiumblechen, anschließend an einer realen Karosseriebaugruppe. Bei allen Untersuchungen wurde großes Augenmerk auf Geometriegleichheit gelegt. Die vergleichende Beulprüfung von vorgespannten und spannungsfreien Versuchsteilen zeigt eine teilweise signifikante Zunahme der Beulsteifigkeit im Einklang mit den Ergebnissen der numerischen Simulation. Die zum Einsatz kommenden Betriebsmittel und Verfahren sind grundsätzlich geeignet für eine Anwendung in der automobilen Serienproduktion.
| Universität: | Technische Universität Chemnitz | |
| Institut: | Professur Virtuelle Fertigungstechnik | |
| Fakultät: | Fakultät für Maschinenbau | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Awiszus, Birgit (Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Math.) | |
| URL/URN: | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa2-855061 | |
| Quelle: | 2023. - 179 S. | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | Beulwiderstand , Beulsteifigkeit , Karosserie , Außenhaut , Blechumformung , Vorspannung , geometrische Steifigkeit | |
| Sprache: | deutsch | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 21.04.2023 |
