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Leichtbau durch Hybridbauweisen und Topologieoptimierung

 
: Neugebauer, Reimund; Meltke, R.; Lies, C.

:
Fulltext urn:nbn:de:0011-n-1590049 (3.1 MByte PDF)
MD5 Fingerprint: 81a10abee158d2a0b002a4a722a2c16b
Created on: 19.4.2011


Wielage, B. ; Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V. -DGM-, Oberursel; TU Chemnitz:
Verbundwerkstoffe. 18. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde 2011 : 30. März bis 01. April 2011, Chemnitz
Chemnitz: Technische Universität Chemnitz, 2011 (Schriftenreihe Werkstoffe und Werkstofftechnische Anwendungen 41)
ISBN: 978-3-00-033801-4
pp.448-452
Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde <18, 2011, Chemnitz>
German
Conference Paper, Electronic Publication
Fraunhofer IWU ()
Faserverbund; CFK; Leichtbau; Materialleichtbau; Strukturleichtbau; Topologieoptimierung; Querbalken; Trumpf; Laser; Produktivität; Maschinenbau

Abstract
Der Leichtbau spielt eine zunehmend wichtige Rolle nicht nur in den Branchen der Luft- und Raumfahrt, sondern auch im Fahrzeug-, Anlagen- und Maschinenbau sowie im Bauwesen. Die Motivation hierfür kann vielfältig sein. Häufig spielen dabei allerdings Aspekte wie die Ressourcenschonung in Herstellung und Betrieb sowie die Verbesserung spezifischer Bauteileigenschaften eine wesentliche Rolle.
Bei der Entwicklung leichter Strukturen gibt es verschiedene Herangehensweisen. Einerseits können Bauteile bzw. Baugruppen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) topologisch optimiert werden. Mit der Software können die Bereiche des zu optimierenden Bauteils identifiziert werden, an denen eine Materialanhäufung im Sinne des Kraftflusses zweckmäßig ist. Ziel ist dabei immer, mit möglichst wenig Material identische oder sogar bessere Eigenschaften gegenüber der konventionellen Lösung zu erzielen.
Andererseits gibt es die Möglichkeit, Materialien komplett oder teilweise zu substituieren. Zweck der daraus resultierenden Hybridbauweise ist, entsprechend den lokalen Anforderungen in einer Konstruktion das jeweilige Material zu verwenden, welches diese am besten erfüllen kann. Diese Herangehensweisen sind nicht zwangsläufig klar trennbar. Aus diesem Grund versteht sich die Abteilung "Funktionsintegrierter Leichtbau“ des Fraunhofer IWU als ein Anbieter zur Entwicklung von Leichtbaulösungen im gesamtheitlichen Ansatz. Neben der Topologieoptimierung komplexer Strukturen verfügt die Abteilung über ein vielfältiges Know-How bei der Kombination verschiedenster Materialien. Besonders hervorzuheben sind an dieser Stelle die Erfahrung im Bereich des Metallschaums und der Faserverbunde in jeglicher Kombination mit anderen Materialien. Insbesondere mit der leichtbautypischen Sandwichbauweise konnten vielfach Bauteiloptimierungen realisiert werden. Die Aufgabenbereiche erstrecken sich von der Konstruktion und Simulation bis zur Umsetzung von Prototypen und Kleinserien.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-159004.html