Berechnung lösbarer Leichtmetallverbindungen für Mono- und Mischbauweise im Automobilentstehungsprozess

Innerhalb des Produktionsentstehungsprozesses besteht die Erfordernis unterschiedliche Lösungsmöglichkeiten bereits in einem frühen Konzeptstadium strategisch bewerten zu können. Aufgrund verkürzter Entwicklungszeiten ist dies nur durch den konsequenten Einsatz von Berechnungs- und Simulationsverfahren möglich. Gleichzeitig gewinnnen Bauteile aus Leichtmetallwerkstoffen innerhalb des Automobilbaus zunehmend an Bedeutung. Die Anwendungsfelder werden dabei zunehmend in Richtung höherer mechanischer und thermischer Belastungen verschoben. Insbesondere bei Magnesiumwerkstoffen ist eine Bauteilauslegung auf Basis zeitunabhängiger Werkstoffkenwerte bereits bei mäßig erhöhten Temperaturen häufig unzureichend. Dies gilt insbesondere für den Bereich der Schraubenverbindungen, bei denen bereits kleine plastische Verformungen zu erheblichen Vorspannkraftverlusten führen können. In der vorliegenden Arbeit wurde daher ein Modell entwickelt, das die Auslegung von Schraubenverbindungen für derartige Anwendungsfälle ermöglicht. Ausgehend von dem Begriff der Schraubbarkeit wurden dabei mögliche Einflussgrößen analysiert, bezüglich Ihrer Wirksamkeit bewertet und entsprechende Berechnungsmöglichkeiten dargestellt. Diese werden Anhand von Praxisbeispielen erläutert und prinzipielle Erkenntnisse abschließend in Form eines Konstruktionsschemas zusammengefasst. Mit der Arbeit ist es somit gelungen, ein Auslegungswerkzeug für thermisch belastete Schraubenverbindungen in Leichtmetallen zu erstellen, das den Konzeptentwickler bereits in einem frühen Stadium des Produktentstehungsprozesses bei der Auswahl geeigneter Fügeverbindungen unterstützt.