Beim Einsatz von Faserverbundkunststoffen ist die Reparatur ein wesentliches Problem. Sie muss nicht nur grundsätzlich durchführbar sein, sondern auch von den auf konventionelle Karosseriewerkstoffe ausgerichteten Werkstätten ausgeführt werden können. Nach Erläuterung der Stand der Technik Konstruktion eines Nutzfahrzeugfahrerhauses aus Faserverbundkunststoff werden Reparaturverfahren für verschiedene Schadensbilder an Laminaten erläutert und wirtschaftlich sinnvolle und technisch durchführbare Reparaturen an unterschiedlichen Stellen eines Faserverbundkunststoff-Nutzfahrzeugfahrerhauses vorgestellt. Am Beispiel einer A-Säule wird beispielhaft eine Faserverbundkunststoff-Reparatur vorgestellt, bei der dem Fügeverfahren Kleben eine zentrale Rolle zukommt. Dafür wurden Untersuchungen mit ausgewählten Klebstoffen durchgeführt. Vor dem Aufbau eines FE-Modells der zu analysierenden A-Säule wurden FE-Modelle der im Versuch getesteten Probekörper erstellt. Resultate dieser grundlastbeanspruchten FE-Modelle wurden den Versuchsergebnissen und analytischen Ergebnissen gegenübergestellt. Mit der im FE-Programm Ansys implementierten Option der Entwurfsoptimierung wurde das parametrisch erstellte FE-Modell der mit Innenmuffen reparierten A-Säule durch Variation von Geometrieparametern wie Muffenlängen und -dicken sowie des Materialparameters Klebstoff-E-Modul einer Optimierungsanalyse unterzogen. In Biegefestigkeitsversuchen konnte bei der mit Innenmuffen reparierten A-Säule die Notwendigkeit der partiellen Auflaminierung verdeutlicht werden. Während die Reparaturmethode ohne Auflaminierung nur 18 % der Festigkeit der ungeschädigten A-Säule erreichte, konnte durch die partielle Auflaminierung die maximale Biegekraft auf 55 % der Belastbarkeit des ungeschädigten Bauteils erhöht werden. Durch Anwendung der Submodelltechnik auf das Fahrerhaus konnte nachgewiesen werden, dass die beim Dacheindrückversuch nach ECE-Norm wirkenden Belastungen ohne Versagen von der reparierten A-Säule übertragen werden können. Die strukturellen Eigenschaften der ungeschädigten Struktur können also in einem hohen Maße wiederhergestellt werden.
Untersuchungen zur Reparatur einer FVK-Karosseriestruktur
Schriftenreihe Automobiltechnik, ika, RWTH Aachen ; 74 ; 1-168
2005
168 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
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