Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik

Wintersemester

Lehrveranstaltung: Auslegung von Leichtbaustrukturen

Dozent: Prof. Dr.-Ing. Axel Schumacher

Lehrveranstaltung gehört zum Modul: Leichtbau mobiler Produkte


Inhalte:

Es werden die Grundlagen des Leichtbaus und deren Auslegungswerkzeuge behandelt:

1. Möglichkeiten des Leichtbaus

1.1 Motivation und Problemstellung

1.2 Vorstellung aktueller Leichtbaukonzepte

1.3 Leichtbauspirale

2. Leichtbauprinzipien

2.1 Definition der Anforderungen

2.2 Verfahren für die Lastannahmen (Missionen)

2.3 Prinzipielle Gestaltungsregeln

2.4 Ansätze der Bionik

2.5 Fail-Safe, Safe-Life, Damage-Tolerance

2.6 Methodische Konzeptfindung

3. Materialien und deren spezielle Gestaltungsregeln

3.1 Materialauswahl

3.2 Beschaffung von Materialdaten

3.3 Stahl, Aluminium, Magnesium, Verglasung

3.4 Faserverbundwerkstoffe

3.5 Materialmix und Recycling

4. Strukturen des Leichtbaus

4.1 Space-Frame-Strukturen

4.2 Schalen-Strukturen (Sicken, Rippen, …)

4.3 Waben, Schäume und Inlays

4.4 Faserverbund-und Sandwich-Strukturen

4.5 Verbindungstechniken

5. Verfeinerte CAE-Methoden für den Leichtbau

5.1 Organisatorische Maßnahmen

5.2 Integration von Versuch und Berechnung

5.3 Integration der Fertigungsaspekte

5.4 CAE Baustellen

5.5 Robustheitsanalysen

5.6 Optimierung der Form und Dimension

6. Fallstudien

6.1 Ausgewählte Fahrzeugkomponenten

6.2 Ultra-leichte Fahrzeugkonzepte

6.3 Mittelfristige Fahrzeugkonzepte für die Großserie

Literatur

• Klein, B.: Leichtbaukonstruktionen – Berechnungs-grundlagen und Gestaltung, 8. Auflage, Vieweg-Verlag 2009

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