Konstruktiver Leichtbau

Prinzipien, Werkstoffauswahl, Auslegung

Veranstaltungstyp: Seminar

Fahrzeugentwicklung Simulation Prüfstände hdt.de©don57-Fotolia.com
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Informationen "Konstruktiver Leichtbau"
Sie erlernen Techniken und Lösungsprinzipien des Leichtbaus. Beispielen und Fallstudien dienen der praktischen Anwendung und Demonstration.

Zielsetzung

Den Teilnehmern sollen die Techniken und Lösungsprinzipien des Leichtbaus vor ihrem Anwendungshintergrund dargestellt werden. Anhand von Beispielen und Fallstudien soll die praktische Übertragung demonstriert werden. 

Inhalt

1. Zielsetzung, Methoden und Hilfsmittel des Leichtbaus
Eigengewichtsaufgabe, Kosten-Nutzen-Analyse, Leichtbautechniken, Berechnungsmöglichkeiten, Bestätigungsversuche

2. Leichtbauweisen und geeignete Werkstoffe
Differential- und Integralbauweise, Verbundbauweise, Vollwand- und Schalenstrukturen, Belastbarkeit, Werkstoffauswahlverfahren, bevorzugte Leichtbauwerkstoffe (St, Al, Mg, FKV, Fasermetalle, Superleichtlegierungen)

3. Gestaltungsprinzipien des Leichtbaus und elastizitätstheoretische Grundlagen
Bauelemente und Strukturmerkmale, konstruktive Prinzipien, Auslegungstechniken, Stab/Balken-, Scheiben-, Platten- und Schalenelemente

4. Dünnwandige Profile
Kraftflüsse, Schubflussverteilung, Krafteinleitung, Schubmittelpunkt,Voll- und Rohrquerschnitte, geschlossene und offene Profile, Hohlquerschnitte, Verwölbung, Wölbwiderstand

5. Stabilität und Beulen von Profilen und Blechfeldern
Knicken, Kippen und Beulen von Profilen und Blechen, Versteifungsmaßnahmen

6. Schubwandträger-Profile ,Schubfeld-Konstruktionen und ausgesteifte Profile
Leichtbauprofile, zusammengesetzte Schubwandträger-Profile, Schub- und Zugfeld, Viergurtmodell

7. Sandwich-Konstruktionen
Aufbauprinzipien, Werkstoffe und deren Eigenschaften, homogene und strukturierte Kerne, Grundlastfälle, Steifigkeit und Festigkeit des Verbundes, Instabilität

8. Konstruktive Versteifungen und Krafteinleitung
Schalenförmige Formgebung, Sicken, Rippen, Randversteifungen, Durchzüge, geometrische Versteifungen

9. Verbindungstechniken
Niettechniken, Durchsetzfügen, Punkt- und Laserschweißen, Kleben, Punktschweißkleben

10. Schwingbeanspruchte Strukturen und Strukturakustik
Versagensverhalten, Schadensakkumulation bzw. Lebensdauer, akustisches Verhalten von Blechen, Körperschall- und Wellenbeanspruchung, Versteifungsmaßnahmen 

Zum Thema

Leichtbau ist das konsequente verfolgen einer Entwicklungsstrategie, welche das Ziel der Reduzierung des Eigengewichts von Bauteilen und Systemen verfolgt. Angewandt auf bewegte Maschinenteile sowie Verkehrs- und Transportmittel besteht das Motiv darin eine größere Beschleunigung oder Reichweite, höhere Steifigkeit oder gesteigerte Nutzlast mit weniger Energieeinsatz und Emissionen zu realisieren. Leichtbau ist daher für viele Entwicklungen eine Schlüsseltechnologie und steht heute besonders im Fokus der Elektromobilität, schnelllaufender Verarbeitungsmaschinen und großer Windkraftanlagen. Wie in keinem anderen Fachgebiet müssen hierbei konstruktive, auslegungs-, werkstoff- und herstellungsbezogene sowie verbindungstechnische Restriktionen zu einer zukunftsfähigen technischen Lösung miteinander verwoben werden. Dies erfordert von den Anwendern einerseits ein breites Querschnittswissen und andererseits Spezialwissen um die elastomechanischen Probleme bei dünnwandigen (Hybrid-)Bauteilen aus Leichtbauwerkstoffen unter statischen und dynamischen Gegebenheiten sicher zu beherrschen und diese in praktische Lösungen zu überführen. 

Teilnehmerkreis

Entwickler und Konstrukteure aus dem Maschinen- und Fahrzeugbau aber auch aus verwandten Branchen mit Leichtbauanspruch. 

Methode

Fachbuch, Fallstudien und relevante Übungen, Videos 

Leiter
Prof. em. Dr. Bernd Klein
Beratender Ingenieur, Calden
Maßgeschneiderte Lösungen

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