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Stahlverstärkter Aluminiumguss

Bauraumreduzierung durch lastfallgerechte Auslegung eines Verbund-Hecklängsträgers mittels Mehrphasen-Topologieoptimierung
Aluminum casting steel reinforcer: Reduction of installation space using a load-case compatible design of a composite rear longitudinal carrier with the aid of a multiphase topology optimization
 
: Schittenhelm, D.; Burblies, A.; Busse, M.

:

Forschung im Ingenieurwesen 82 (2018), No.2, pp.131-147
ISSN: 0015-7899
ISSN: 1434-0860
German
Journal Article
Fraunhofer IFAM ()

Abstract
Eine, bislang über Knochenstrukturen validierte, Mehrphasenoptimierung wird für die Auslegung eines hybriden Aluminium-Stahl Hecklängsträgers angewendet. Das Verbundbauteil wird anschließend im Druckguss mit eingelegtem Stahlkern gefertigt und gemäß der Funktionen im Fahrzeug quasistatisch auf Biegung belastet. Als Referenzbauteil wird ein monolither Hecklängsträger mit Gussrippen zur lokalen Verstärkung herangezogen. Ziel der Entwicklung ist die Reduktion des notwendigen Bauraumes durch Wegfall der Rippen am Verbundbauteil, bei gleichzeitigem Erhalt der Bauteilsteifigkeit durch die Hybridisierung. Das Ergebnis der Optimierung wird durch fertigungstechnische Restriktionen im Verbund-Druckguss derart überlagert, dass sich das numerisch prognostizierte Bauteilverhalten in der Realität nicht einstellen kann. Zwar zeigt sich eine Verbesserung im geprüften Lastfall, jedoch ist die gewichtsbezogene Erhöhung der Bauteilsteifigkeit im Verbund schlechter als bei der monolithen, verrippten Ausführung. Solange demnach Bauraum zur Verfügung steht, sind konventionelle Gussteilverstärkungen effizienter als Verbundgusskonzepte. Ist der Bauraum limiert, können eingegossene Kerne rein funktionell zur weiteren Verstärkung beitragen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-524606.html