Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Strukturbeständigkeit des Deutschen Instituts haben eine leichte Spurstange für mittelgroße Fahrzeuge entwickelt, die aus Kohlefaser besteht und eine Gewichtsreduktion von 35% im Vergleich zu ähnlichen Stahlbauteilen aufweist. Darüber hinaus planen die Forscher, mehrere Funktionen in die Ankerstäbe zu integrieren, um eine höhere Fehlertoleranz und eine einfachere Handhabung zu erreichen: Zu diesem Zweck verwendeten die Forscher strukturelle Gesundheitsüberwachungssysteme (SHMs) in ihren Komponenten und reduzierten diese Körperschall-Ausbreitungs-Halb-Aktiv-System.
Für Designer ist es eine große Herausforderung, sicherzustellen, dass das Design der Faserverbundstruktur die Fasereigenschaften erfüllt und sicherstellt, dass die Komponenten sicher und zuverlässig sind, wenn sie verwendet werden.
Im Vergleich zu Metall ist das Verhalten von Faserverbundwerkstoffen unter Lastbedingungen komplizierter und kann daher nicht einfach durch Faserverbundstrukturen ersetzt werden.In Anbetracht der Verarbeitungstechnologie und der Anisotropie von Faserverbundwerkstoffen zielt das Design auf unterschiedliche Materialien ab. Unterschiedliche Ansätze sind erforderlich: Faserverbundwerkstoffe müssen auf die Eigenschaften der Faser abgestimmt sein, daher müssen diese Verstärkungsfasern in Lastrichtung ausgerichtet sein.
Die Spannung der Spurstange unter der Lastbedingung "linke Bremse"
Eine der Herausforderungen für die Darmstädter Forscher stellt die Herstellung von Faserverbundbauteilen für die Massenproduktion dar. Die Ergebnisse zeigen, dass sich organische Platten mit einer Matrix aus thermoplastischen Kunststoffen besonders für die Herstellung von großflächigen und flächenhaften Bauteilen eignen. In der Form in Übereinstimmung mit der Form der Komponenten Spritzguss.Auf der Grundlage des Materials der duroplastischen Kunststoff-Matrix-System, können Sie die Verwendung von Harz-Spritzguss-Prozesskomponenten betrachten.
Die LBF-Forscher betonten, dass bei der Konstruktion eines stabilen und zuverlässigen Fahrwerkteils alle Faktoren berücksichtigt werden müssen, die den Betrieb der Teile beeinflussen: Die Lastauslegung der Komponenten basiert auf dem Lastmesswert, den das Messrad während eines Fahrzyklus ermittelt Sie wird in die äußeren Kräfte jeder Komponente übersetzt, das kritische Fahrverhalten wird aus dem Fahrverhalten abgeleitet, diese kritischen Werte werden als angenommene Belastung verwendet, unterschiedliche Antriebsverhalten führen nach den Erkenntnissen der Forscher zu komplexen multiaxialen Lasten in den Bereichen mit den höchsten Belastungen. In Anbetracht der Fahrsicherheit müssen diese Staaten bewertet werden.
Optimierte Umhüllungsstruktur
Die Forscher führten eine Pilotstudie der verwendeten Materialien durch, bauten eine Materialmodellbasis basierend auf den Forschungsergebnissen auf und bewerteten das Leben anhand der Ergebnisse.Mit der digitalen Simulationsmethode identifizierten die Forscher die verschiedenen Belastungsbereiche und die Faserverstärkung in der Struktur. Das Material muss sich entsprechend der Belastungsrichtung verändern.Untersuchungen haben gezeigt, dass zur Unterstützung der lokalen Faserverstärkungdie Flechtschicht eine Umhüllungsstruktur aufweisen muss.Um die Flechtschicht optimal an die Beanspruchung anzupassen, wird die Umhüllungsstrukturin Abhängigkeit von der lokalen Faserrichtung digital optimiert.
Licht zeigt Schaden
Hohe Lastbedingungen können die Struktur von Bauteilen schädigen und die Lebensdauer von Bauteilen wie Verkehrsunfällen oder Überlastung von Straßen mit schlechten Straßenverhältnissen verkürzen und mithilfe von strukturellen Gesundheitsüberwachungssystemen, bestehend aus faseroptischen Sensoren und optischen Kabeln, online überwachen. Beschädigter Bereich Wenn ein Riss im überwachten Bereich des Bauteils erzeugt wird und der Schaden verstärkt wird, wird die Verformung in dem Bereich verstärkt, und der faseroptische Sensor erfasst die Änderung.Wenn der minimale Wert überschritten wird, erhält der Fahrer einen entsprechenden Alarm. Anzeige.
Schwingungsdämpfung in Faserverbundwerkstoffen
Leichtbau-Konstruktionen, die dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, sind anfällig für Vibrationen, Stoßdämpfer und ähnliche Vorrichtungen werden häufig zur Schwingungsdämpfung eingesetzt, der Nachteil dieser Methode ist das zusätzliche Gewicht und der Platzbedarf, aus diesem Grund die Studie des Fraunhofer LBF Die Forscher integrierten einen Stoßdämpfer durch einen piezoelektrischen Wandler mittels einer passiven Komponentenverdrahtung.Das Prinzip besteht darin, eine Abfühlschaltung und einen Wandler zusammen als einen Resonanzkreis zu verwenden, wodurch der mechanische Stoßdämpfer ersetzt wird.Um eine hohe Effizienz zu erreichen, suchen LBF-Forscher Dieses semi-aktive System wird bei der Entwicklung von Faserverbundbauteilen eingesetzt, so dass Bauteile mit geringem Gewicht und guten Dämpfungseigenschaften gleichzeitig bearbeitet werden können.