Bauteilbeschreibung:
Das Teil deckt zwei Batterien hinter der Führerkabine eines Lastwagens
ab. Der Fahrer soll für Wartungszwecke auf dem Batteriedeckel stehen und
das Körpergewicht auf einen Fuss verlagern können.
Anforderung:
Der Deckel darf sich soweit verbiegen, dass er die Batterien und deren
Anschlüsse nicht berührt, muss aber der Belastung (ca. 150 kg) ohne
Bruch standhalten können.
Bestehendes Bauteil:
Material SMC (UPGF30), Gewicht 3.8 kg, Dicke 3 mm
Der bestehende Deckel erfüllt die Anforderung bezüglich Durchbiegung.
Unter maximaler Last treten aber im vorderen Bereich Risse auf.
Anforderungen an QPC: Performancevergleich
verschiedener Materialien bei gleicher/bestehender Geometrie. Vorschläge für
Geometrieanpassungen bezüglich GMT-gerechter Gestaltung, weniger
Gewicht und besserem Stabilitätsverhalten. Die Durchbiegung darf
nicht höher sein als
bei dem bestehenden Teil. Als zusätzliche Variante soll
die Möglichkeit eines Stahleinlegers betrachtet werden.
Resultate der Vergleichsberechnungen (gleiche Geometrie):
Durch eine GMT/GMTexTM-Kombination wird bei gleicher Wandstärke eine
Gewichtsreduktion von ca. 30% erreicht. Trotz einer höheren Durchbiegung
von > 30% hält das Material den Spannungsspitzen mit einem theoretischen
Wert von ca. 29% Sicherheit stand.
Die erzielten Resultate mit dem Stahleinleger erbringen bezüglich
Steifigkeit / Gewicht keine Vorteile.
Vorgeschlagene GMT-Lösung:
Material GMT (B100F30) + GMTexTM (4/1-90° Middlelayer), Gewicht max. 2.2
kg, Dicke 3 mm.
Das Bauteil erfüllt sämtliche Anforderungen. Durch Veränderung der
Bauteilgeometrie und der Materialkombination wird eine höhere
Steifigkeit (33% Sicherheit) bei gleicher Durchbiegung erzielt.
Performancevergleich
verschiedener Materialien bei gleicher/bestehender Geometrie.
