Auswirkungen von thermisch bedingten Eigenspannungen auf die Verbindungsfestigkeit von pressgefügten Hybridstrukturen

Vorhabenbeschreibung:

Die Kombination von faserverstärkten Kunststoffen und Metallen zu hybriden Bauteilen ermöglicht die Nutzung der Vorteile beider Werkstoffgruppen und die damit verbundenen, resultierenden Synergieeffekte für den großserienfähigen Leichtbau. Die prozesstechnische Machbarkeit wurde in der Forschung bereits bestätigt. Zur industriellen Implementierung dieser pressgefügten, lastpfadoptimierten Hybridstrukturen bedarf es dem Verständnis zu den Auswirkungen der thermisch bedingten Eigenspannungen auf die Verbindungsfestigkeit und das Verformungsverhalten während des Produktionsprozesses als auch des gesamten Bauteillebens. Auf Basis dieses Verständnisses lassen sich das Schadensverhalten und die Beanspruchbarkeit im Betrieb voraussagen und ein Maßnahmenkatalog zur Gestaltung und Auslegung solcher Hybridbauteile ableiten. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird daher aufbauend auf der Entwicklung einer Messmethode der Einfluss der Material-, Geometrie- und Prozessparameter auf die Verformungen und die Eigenspannungen für pressgefügte Hybridstrukturen untersucht. Neben den Veränderungen der Eigenspannungen durch nachfolgende Einwirkungen, beispielsweise durch die kathodische Tauchlackierung oder auftretende Betriebslasten, werden gezielte Maßnahmen zur Eigenspannungsreduzierung betrachtet. Aufbauend auf den Erkenntnissen dieses Forschungsvorhabens kann somit eine Simulation und Auslegung hybrider Bauteile erfolgen und der Prozess an eine anschließende, verzugsfreie Montage in ein Automobil gewährleistet werden. Insbesondere Unternehmen für die Bereiche Auslegung und Prozesse automobiler Leichtbaustrukturen, aber auch viele Entwickler von Werkzeug- und Anlagentechnik, sind in Deutschland den kleinen und mittleren Unternehmen zuzuordnen, die damit einen direkten Nutzen aus den Forschungsergebnissen dieses Vorhabens ziehen und den wirtschaftlichen Erfolg und Transfer sicherstellen.