Mit der digitalen Prozesskette das Leichtbaupotenzial der Zukunft erschließen: Tailor Welded Blanks (TWBs) aus höchstfesten Stählen (Akronym: TWBlock)

Abstract

Währendes Produktentstehungsprozesses eines Automobils werden Finite Elemente Simulationen benötigt, um die Machbarkeit der Herstellung von Bauteilen abzusichern, insbesondere wenn es um Bauteile aus höchstfesten geschweißten Stählen handelt. Der bidirektionale Zwilling zwischen der Umformsimulation und der Schweiß-Simulation kann einen Beitrag zur Verkürzung der Entwicklungszeit von TWB Bauteilen leisten. In MATLAB Simulink wurde ein Fahrzeug-Längsmodell für ein mit Elektromotor (BEV) und ein mit Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug (ICEV) aufgebaut. Mit Hilfe dieser Simulationsmodelle konnte der Einfluss einer Gewichtsreduktion auf den Energieverbrauch eines Fahrzeugs untersucht werden. Anschließend kann mit den spezifischen Kohlendioxid-Emissionen die Emissionseinsparung durch Leichtbau mit TWBs in der Nutzungsphase eines batterieelektrischen und konventionell angetriebenen Fahrzeugs ermittelt werden. Es konnte festgestellt werden, dass der Energieverbrauch und Kraftstoffverbrauch vom Fahrzyklus und Gewicht des Autos abhängig ist. Die Validierung des bidirektionalen Zwillings erfolgte an einem Bauteil aus dem Auto, einem Längsträger vorn. Es wurden geschweißte Längsträger aus konventionell geschweißten hochfesten Stählen hergestellt und auch Längsträger aus höchstfesten Stählen mit optimierten Schweiß-Parametern. Die optimierten Schweiß-Parameter wurden mit Hilfe des bidirektionalen Zwillings ermittelt. Alle Bauteile zeigten keine Risse, dies spricht für die Qualität der Schweißnähte. Datei-Upload durch TIB