Strukturentwurf von Kraftfahrzeugen - ika - RWTH Aachen University

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6 Inhalt 5 Leichtbaumaßnahmen ....................................................................................... 87 5.1 Leichtbauwerkstoffe ...................................................................................... 90 5.2 Konstruktiver Leichtbau .............................................................................. 100 5.3 Grenzen des Leichtbaus ............................................................................. 103 6 Konstruktive Gestaltung von Fahrzeugkarosserien .......................................... 109 6.1 Konzeptbestimmende Anforderungen an Karosseriekomponenten ........... 109 6.1.1 Allgemeine Entwicklungsanforderungen ................................................. 110 6.1.2 Anforderungen an die Karosseriestruktur ................................................ 111 6.1.2.1 Stoßfängersystem ............................................................................. 112 6.1.2.2 Frontendträger .................................................................................. 114 6.1.2.3 Vordere Längsträger ......................................................................... 115 6.1.2.4 Fahrschemel ..................................................................................... 116 6.1.2.5 Stirnwand .......................................................................................... 118 6.1.2.6 A-Säule ............................................................................................. 119 6.1.2.7 Dachrahmen ..................................................................................... 120 6.1.2.8 B-Säule ............................................................................................. 121 6.1.2.9 Seitenschweller ................................................................................ 123 6.1.2.10 Bodenstruktur ................................................................................ 124 6.1.2.11 Hintere Längsträger ....................................................................... 126 6.1.2.12 Gepäcktrennwand ......................................................................... 127 6.1.2.13 Dach und Dachspriegel ................................................................. 128 6.1.2.14 Seitenwand .................................................................................... 129 6.2 Geometrieerstellungsprozess von Karosseriebauteilen .............................. 130 7 Betriebsfestigkeit .............................................................................................. 133 7.1 Theoretische Grundlagen zur Betriebsfestigkeit ......................................... 133 7.1.1 Grundlagen der Ermüdungsfestigkeit ...................................................... 134 7.1.2 Ermüdungsfestigkeitsversuche ............................................................... 137 7.1.2.1 Wöhlerversuche ................................................................................ 137 7.1.2.2 Smith-Diagramm ............................................................................... 138
Inhalt 7 7.1.2.3 Bauteil-Wöhlerlinie ............................................................................ 140 7.1.3 Grundlagen zur Betriebsfestigkeitssimulation ......................................... 141 7.1.3.1 Beanspruchungskollektive ................................................................ 142 7.1.3.2 Grundlagen zu statistischen Zählverfahren (Klassierverfahren) ....... 143 7.1.3.3 Klassengrenzenüberschreitungszählung .......................................... 144 7.1.3.4 Bereichspaarzählung ........................................................................ 145 7.1.3.5 Rainflow-Zählung .............................................................................. 146 7.2 Durchführung einer Betriebsfestigkeitsanalyse .......................................... 149 7.2.1 Einsatzanalyse des Prüfkörpers .............................................................. 150 7.2.1.1 Belastungsanalyse............................................................................ 151 7.2.1.2 Beanspruchungsanalyse .................................................................. 153 7.2.1.3 Beanspruchungskollektive für Betriebsfestigkeitssimulationen ......... 154 7.2.2 Simulation der Betriebsfestigkeit ............................................................. 157 7.2.2.1 Lebensdauerphasen ......................................................................... 157 7.2.2.2 Berechnungskonzepte ...................................................................... 158 7.2.2.3 Schadensakkumulation ..................................................................... 159 7.2.2.3.1 Palmgren-Miner-Regel .............................................................. 160 7.2.2.3.2 Elementar-Miner-Regel und Modifikation nach Haibach ........... 162 7.2.2.3.3 Relative-Miner-Regel ................................................................. 164 7.2.2.4 Simulation der Lebensdauer ............................................................. 165 7.2.3 Experimentelle Bestimmung der Betriebsfestigkeit ................................. 167 7.2.3.1 Prüfsignale ........................................................................................ 168 7.2.3.2 Zeitraffung ........................................................................................ 169 7.2.3.3 Prüfstandstechnik ............................................................................. 170 7.2.3.3.1 Modul- und Komponentenprüfstände ........................................ 171 7.2.3.3.2 Radgekoppelte Prüfstände ........................................................ 172 7.2.3.3.3 Achsgekoppelte Prüfstände ...................................................... 172 7.2.3.4 Experimentelle Bestimmung der Lebensdauer ................................. 173
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Seite 9 und 10: Inhalt 11 13.2 Seitenaufprall .....

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