Verbundvorhaben: Solid4E - Reifegradsteigerung von Festphasenfügeprozessen für ressourceneffiziente E-Mobilitätskonzepte durch multilateralen Technologietransfer; Teilvorhaben: Entwicklung eines Simulations- und Auslegungsverfahrens für die Betriebs- und statische Festigkeit von Cu-/Al-Reibschweißverbindungen

Abstract

Das Forschungsvorhaben Solid4E befasste sich mit innovativen Leichtbaukonstruktions- und Fertigungsprinzipien im Bereich des hybriden Leichtbaus für die E-Mobilität. Ziel des Vorhabens war es, durch multilateralen Technologietransfer den Reifegrad der gesamten Wertschöpfungskette von den zentralen, elektrospezifischen Fahrzeugkomponenten unabhängig von Modellgenerationen hinsichtlich Leichtbaus, Ressourceneffizienz und Lebensdauer zu steigern. Besonders sind dies die ganzheitliche und verfahrensübergreifende Technologieentwicklung von hochgradig funktionsintegrierten E-Achsen sowie von Modulverbindern für hybride Hochstromleitungen. Bisher gibt es kein numerisches Verfahren zur Bewertung und Auslegung von Reibschweißverbindungen zwischen Aluminium und Kupfer, wie sie im Bereich des Antriebsstrangs der E-Fahrzeuge in Zukunft vermehrt zur Anwendung kommen sollen. Daher erarbeitete TECOSIM ein numerisches Verfahren zur Bewertung und Auslegung von Reibschweißverbindungen zwischen Aluminium und Kupfer sowie dessen Betriebsfestigkeitsmodell zur Bewertung der Schwingfestigkeit der im Projekt entwickelten E-Achse. Die Betriebsfestigkeit wurde mit und ohne Porosität verglichen, und zwar bei Lastspannen bis zur jeweiligen Streckgrenze bzw. bei identischer Lastspanne, und Minderungsfaktoren wurden abgeleitet. Ferner hat TECOSIM einen Berechnungsprozess zur Bewertung von Rezyklaten hinsichtlich der Festigkeit entwickelt.