Ein Beitrag zur Etablierung von Holzwerkstoffen im strukturellen Automobilbau anhand der Vorentwicklung zweier Karosseriebauteile aus Rotbuche

Die überwiegende Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen ist ein wichtiger Aspektzum dauerhaft nachhaltigen Wirtschaften. Dem Einsatz von Holzwerkstoffen in der Automobilindustriestehen u. a. immer noch zahlreiche Kenntnislücken zum Material- undzum Strukturverhalten unter z. B. dynamischer Belastung entgegen. Um den Kenntnisstandzu erweitern und das Potenzial der Holzwerkstoffe als nachhaltige Alternative zuden etablierten Werkstoffen zu veranschaulichen, wurden hier zwei Demonstratoren vonBauteilen der Fahrzeugkarosserie aus dem Furnierschichtholz (FSH) der Buche entwickeltund getestet. Die ausgewählte Stoßabsorptionsvorrichtung und die Sitzrückwandwurden unter der Berücksichtigung der auftretenden Lasten und der Materialparameterkonzeptioniert. Im Vordergrund standen bei der Stoßabsorptionsvorrichtung eine möglichsthohe Aufnahme von Crashenergie und bei der Sitzrückwand die fertigungstechnischenAspekte der Furnierumformung zu einer komplexen Geometrie. Die entwickeltenDemonstratoren erfüllten die im Rahmen dieser Arbeit an sie gestellten Anforderungenzufriedenstellend und wiesen zum Teil ein erhebliches Leichtbaupotenzial gegenüberden metallischen Referenzstrukturen auf. Mit dieser Arbeit wurden grundlegende Erkenntnisseüber das Verformungs- und Versagensverhalten von Strukturen aus FSH unterquasistatischer und dynamischer Belastung gewonnen, um so die möglichen Einsatzgebietedieses Holzwerkstoffes zu erweitern.

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The predominant use of renewable raw materials is a substantial aspect of sustainablemanagement. The utilization of wood-based materials in the automotive industry is hampereddue to numerous gaps in our knowledge of the material and the structural behaviorunder dynamic loads. To increase the level of knowledge and to illustrate the potentialof wood-based materials as a sustainable alternative to established materials, two demonstratorsof vehicle body components made of beech laminated veneer lumber (LVL)were developed and tested here. The selected crash box and the seat backpanel weredesigned taking into account the loads and the material parameters. The focus for thecrash box was to absorb as much crash energy as possible and for the backpanel themanufacturing aspects of veneer forming into a complex geometry. The developed demonstratorssatisfactorily met the requirements placed on them in the context of thestudy. Furthermore, they exhibited considerable lightweight design potential comparedto the metallic reference structures in some designed experimental cases. In the currentstudy, fundamental knowledge on the deformation and failure behaviour of LVL structureswas gained under quasi-static and dynamic loading to expand the application ofthis wood-based material in several fields.