Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Entwicklung einer belastungsangepassten B-Säule mit verbessertem Seitencrashverhalten im Hinblick auf neue Crashanforderungen

11.12.2007
Neue B-Säulen-Konzepte aus Stahl für KFZ ermöglichen gleiche Leistung vergleichbarer Standardlösungen bei 40 % weniger Gewicht. In einem am Institut für Kraftfahrwesen (ika) und am Institut für Bildsame Formgebung der RWTH Aachen durchgeführten Forschungsvorhaben sind diese Ergebnisse erarbeitet worden.

Die Bedeutung des Seitenaufpralls von Personenkraftwagen für die Verletzungsgefahr und Unfallschwere ist in zahlreichen Studien nachgewiesen worden. Aufgrund geänderter Barrierehöhen beim IIHS-Seitencrash (Insurance Institute for Highway Safety) entfallen Schweller und Bodenblech als wesentliche Elemente zur Energieabsorption beim Seitencrash, so dass unter anderem die B-Säule zukünftig einen deutlich größeren Anteil der Crashenergie aufnehmen muss.


B-Säulendarstellung

Um die gestiegenen Anforderungen erfüllen zu können, ist das Potenzial einer Neukonzeption der B-Säule in Kombination mit innovativen Halbzeugen (endkonturangepasste Tailor Rolled Tubes (TRT) und Tailor Welded Tubes (TWT)) bei der Innenhochdruckumformung untersucht worden. Das Ziel des Projektes war die Reduzierung der notwendigen Teileanzahl und des Gewichtes bei identischer Performance im Vergleich zu einer aktuellen Serien-B-Säule und die Ermittlung einer Methode zur numerischen Auslegung der neuen Prozesskette.

Als Referenzfahrzeug wurde die Mercedes-Benz C-Klasse W203 herangezogen.
Zur Vergleichbarkeit der Neukonzeption mit der Referenz-B-Säule wurde ein Lastenheft auf Basis des W203 entwickelt. In dem Lastenheft wurden neben dem Package, den Anbindungen und den Fügeverfahren auch mögliche Materialien für die Neukonzeption definiert. Die Ermittlung von Fließ- und Grenzformänderungkurven ermöglichte die Vorhersage des Material-verhaltens und -versagens in der Simulation mit dem expliziten Solver von LS-DYNA. Um Kosten für einen Seitencrash einzusparen wurde ein Komponentencrash entwickelt, der den IIHS-Seitencrash sehr gut nachbildet. Mit Hilfe von Experimenten in dem IHU-Werkzeugsystems des atlas-Spaceframe-Projekts und dem entwickelten Komponententest wurde eine durchgängige Modellierung entwickelt, die das reale Verhalten der Materialien sehr gut abbildet. Somit standen virtuelle Modelle der Prozesskette und des Komponententests zur Verfügung, die für die Auslegung der Neukonzeption herangezogen wurden.

Eine versagensfreie Herstellbarkeit der Neukonzeptionen konnte numerisch nachgewiesen werden. Sie erforderte jedoch eine leichte Abweichung von dem erstellten Lastenheft, so dass die Funktionsfläche zur Anbindung des oberen Türscharniers um 10 mm in der Ebene verschoben wurde. Alle weiteren Anforderungen des Lastenheftes konnten erfüllt werden. Die Optimierung der Wandstärkenverteilung der Tailored Tubes ermöglichte bei identischer Performance zur Serien-B-Säule eine mittlere Gewichtsreduktion von 40 %. Die Kosten-Nutzen-Analyse auf Basis des ULSAB-Kostenmodells konnte das große Potenzial der neuen Prozess-kette noch weiter unterstreichen. So wurden neben dem Gewicht auch die Fertigungskosten reduziert. Die deutliche Verringerung der notwendigen Bauteile von 9 in der Serien-B-Säule auf 2 in der Neukonstruktion, konnte die steigenden Kosten für die Halbzeuge und das kostenintensivere Fügen durch Laserschweißen mehr als kompensieren.

Die neue Prozesskette endkonturnahe Tailored Tubes und Innenhochdruckumformung kann folglich numerisch abgebildet werden. Das Ziel der Ermittlung einer Methode zur numerischen Auslegung der Prozesskette unter Berücksichtigung der Umformhistorie und eines vordefinierten Lastenheftes wurde erreicht. Mit Hilfe dieser Methode konnte das Potential der Prozesskette nachgewiesen werden. Der Einsatz von höherfesten endkonturnahen Tailored Tubes in Kombination mit der Innenhochdruckumformung in B-Säulen ermöglicht bei identischer Performance im IIHS-Seitencrash eine deutliche Gewichtsreduktion bei leicht verringerten Kosten.

Das Forschungsvorhaben wurde vom Institut für Kraftfahrwesen (ika) und vom Institut für Bildsame Formgebung (IBF) an der RWTH Aachen im Zentrum Metallische Bauweisen e.V. (zmb), mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die FOSTA - Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt.

Der Forschungsbericht kann bei der Verlag und Vertriebsgesellschaft per Fax (+49 (0)211 67 07 129) bestellt werden umfasst 188 Seiten. Schutzgebühr: € 25,50 inkl. MWSt. zzgl. Versandkosten, ISBN 3-937567-58-5.

Mitglieder der FOSTA sind führende Stahlhersteller, Stahl verarbeitende Unternehmen und Forschungsinstitute. Zu den Mitgliedern gehören Arcelor Mittal Bremen GmbH, Arcelor Mittal Eisenhüttenstadt GmbH, ArcelorMittal Steel Germany GmbH, Edelstahl Vereinigung, Georgsmarienhütte GmbH, Salzgitter AG Stahl und Technologie, Saarstahl AG, Rasselstein GmbH, ThyssenKrupp Nirosta GmbH, ThyssenKrupp Steel AG, voestalpine Stahl GmbH, Benteler AG, Daimler AG, Volkswagen AG u. a.

Rainer Salomon | idw
Weitere Informationen:
http://www.stahlforschung.de

Weitere Berichte zu: B-Säule Neukonzeption Prozesskette

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Technik, die stärker ist als Schlaglöcher
15.07.2019 | Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe

nachricht MXT Lab: Innovationen für das autonome Fahrerlebnis - das Wohnzimmer im Auto
02.05.2019 | Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neue Klimadaten dank kompaktem Alexandritlaser

Höhere Atmosphärenschichten werden für Klimaforscher immer interessanter. Bereiche oberhalb von 40 km sind allerdings nur mit Höhenforschungsraketen direkt zugänglich. Ein LIDAR-System (Light Detection and Ranging) mit einem diodengepumpten Alexandritlaser schafft jetzt neue Möglichkeiten. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Atmosphärenphysik (IAP) und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT entwickeln ein System, das leicht zu transportieren ist und autark arbeitet. Damit kann in Zukunft ein LIDAR-Netzwerk kontinuierlich und weiträumig Daten aus der Atmosphäre liefern.

Der Klimawandel ist in diesen Tagen ein heißes Thema. Eine wichtige wissenschaftliche Grundlage zum Verständnis der Phänomene sind valide Modelle zur...

Im Focus: Auxetische Membranen - Paradoxes Ersatzgewebe für die Medizin

Ein Material, das dicker wird, wenn man daran zieht, scheint den Gesetzen der Physik zu widersprechen. Der sogenannte auxetische Effekt, der auch in der Natur vorkommt, ist jedoch für eine Vielzahl von Anwendungen interessant. Eine neue, vor kurzem im Fachblatt «Nature Communications» veröffentlichte Studie der Empa zeigt nun, wie sich das erstaunliche Materialverhalten weiter steigern lässt – und sogar für die Behandlung von Verletzungen und Gewebeschäden genutzt werden kann.

Die Natur macht es vor: Ein Kälbchen, das am Euter der Mutterkuh Milch saugt, nutzt eine faszinierende physikalische Eigenschaft der Kuhzitze: Diese besteht...

Im Focus: Meteoritengestein ist "bessere Diät"

Archaeon kann Meteoritengestein aufnehmen – und sich davon ernähren

Das Archaeon Metallosphaera sedula kann außerirdisches Material aufnehmen und verarbeiten. Das zeigt ein internationales Team um Astrobiologin Tetyana...

Im Focus: The coldest reaction

With ultracold chemistry, researchers get a first look at exactly what happens during a chemical reaction

The coldest chemical reaction in the known universe took place in what appears to be a chaotic mess of lasers. The appearance deceives: Deep within that...

Im Focus: Kleiner, schneller, energieeffizienter – leistungsstarke Bauelemente für den digitalen Wandel

Hocheffiziente Leistungshalbleiter sollen die Voraussetzungen für vielfältige neue Anwendungen schaffen – von der Elektromobilität bis hin zur künstlichen Intelligenz. Darauf zielt das kürzlich gestartete Verbundprojekt „Leistungstransistoren auf Basis von AlN (ForMikro-LeitBAN)“, das vom Ferdinand-Braun-Institut koordiniert wird.

Smarte Energieversorgung, Elektromobilität, breitbandige Kommunikationssysteme und Anwendungen der künstlichen Intelligenz (KI) – die Anzahl miteinander...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

Intelligente Transportbehälter als Basis für neue Services der Intralogistik

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Klimadaten dank kompaktem Alexandritlaser

05.12.2019 | Geowissenschaften

Mit starken Lasern zur Fusion: HZDR-Wissenschaftler wollen die Verschmelzung von Atomkernen quantenmechanisch anstoßen

05.12.2019 | Physik Astronomie

Energiewende mithilfe Künstlicher Intelligenz: Intelligentes Monitoring- und Regelsystem für Verteilnetze

05.12.2019 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics