Post on 22-Sep-2019
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Leichtbau von Fahrzeugtragfedern mit bean-spruchungsgerechten Design durch funktionale
Gradierung an Drähten aus FederstahlAutor: Alexander Tump
Lehrstuhl für Werkstoffsysteme für den Fahrzeugleichtbau | Univ.-Prof. Dr. Robert Brandt
1. Aufgabenstellung:
Motivation:- Bis zu 10% Gewichtsreduktion durch den Einsatz der Randschicht- entfestigung (SLM) Erhöhen der Auslegungsgrenze führt zu Leichtbau- SLM bietet eine erhöhte Robustheit gegen Korrosion
Zieldefinition:- Untersuchung von Schädigungsmodi und deren Wirkmechanismen- Leichtbau durch beanspruchungsgerechtes Materialdesign
2. Grundlagen
Die Hauptbeanspruchung einer Fahrzeugtragfeder entsteht durch Torsion Die Maximalspannungen treten in der Randzone des Drahtes auf.
Hauptschädigungsmechanismen sind Risse von der Oberfläche, Korrosion und Einschlüsse. Eine Optimierung der Randzone ist daher zielführend
Die gradierte Zone ermöglicht eine höhere Werkstoffausnutzung.
3. Vorgehensweise
Forschungsvorhaben:
- Träger: Thüringen GreenTech
- Name: „Innovative Achsfeder“- Projektnummer: 2013FE0012
Aktuelle Arbeiten:
- Verfahrensentwicklung zur Eliminierung von Oberflächenun- gänzen und Glättung der Oberfläche Entfernung von Rissinitiatoren Entschärfung von Kerben- Bruchmechanische Untersuchungen an homogenen Proben- Härteprofilmessungen und Eigenspannungsanalyse an gradier- ten Federn
Geplante Arbeiten
- Tests zur Randschichtmodifikation mit hochenergetischen Verfahren- Tests zur Korngrößenmodifikation mit einem Doppelhärtungs- verfahren- Abgleich der Ergebnisse mit der geplanten Dissertation von O. Amer
Master- & Bachelorthemen
- Optimierung der Prozessparameter beim Verfestigungsstrahlen im Hinblick auf den automobilen Leichtbau (C. Evers)- Untersuchung des Eigenspannungseinfluss auf den Last- spannungszustand von Achsfedern zur Ermittlung eines möglichen Leichtbaupotentials (C. Hesse)
4. Zusammenfassung
Nächste Schritte
- Setzfestigkeitsuntersuchungen gradierter Federn- Bruchmechanische Untersuchungen an gradierten Proben und unter korrosiven Bedingungen- Analyse der Schädigungsmechanismen bei gradierten Feder- drähten- Prüfstandsversuche an gradierten Federn zur Ermittlung des Leichtbaupotentials
Geplanter Abschluss: 2016