Analytische Auslegung der Schwingfestigkeit geclinchter Verbindungen

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S11-LWF


Kernthesen

 

  • Ermittlung des Mittelspannungseinflusses bei zyklischer Belastung von Clinchverbindungen
  • Entwicklung einer Methodik zur analytischen Auslegung der Schwingfestigkeit
  • Systematisch-analytischer Vergleich mit Ergebnissen aus vorangegangenen Projekten

Zusammenfassung

Im Fahrzeugbau sowie in anderen Industriezweigen werden gefügte Bauteile in ihrer Betriebsphase in der Regel einer periodisch wiederkehrenden Last in Kombination mit einer statischen Last ausgesetzt.

Für die rechnerische Auslegung derartig belasteter Strukturen genügt es nicht, getrennt ermittelte Kennwerte aus quasistatischen und zyklischen Versuchen für die Berechnung heranzuziehen, da das Tragverhalten bei unterschiedlich hohen Mittelspannungen nicht allein auf die Festigkeit der Verbindungen unter entsprechender statischer Belastung übertragbar ist.

Das Werkstoffverhalten, die Kerbwirkung sowie die vorliegenden Eigenspannungen in der Fügezone bestimmen vielmehr die Eigenschaften des Verbundes. Daher muss das Tragverhalten unter entsprechend kombinierter Beanspruchung ermittelt werden. Der Zusammenhang zwischen der statischen Mittellast und der dauerfest ertragbaren Lastamplitude kann durch Haigh-Diagramme angegeben werden. Die auf experimentell ermittelten Wöhlerlinien basierenden Diagramme ermöglichen eine sichere und im Sinne des Leichtbaus ökonomische Auslegung entsprechender Strukturen.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll das Tragverhalten zyklisch belasteter Clinchverbindungen unter Variation der Mittelspannung systematisch untersucht werden. Ziel ist es, im Hinblick auf die konstruktive Auslegung der Verbindungen die Schwingfestigkeit und insbesondere die Mittelspannungsempfindlichkeit zu charakterisieren. Mit Hilfe der Untersuchungen soll eine Methodik für die analytische Berechnung der Ermüdungsfestigkeit von Clinchverbindungen entwickelt werden. Hierbei dienen die Methoden der FKM-Richtlinie für Maschinenbauteile als KMU orientierte Zielsetzung und Vorlage.


Projekt

EFB 05/116 , IGF 19546N

Referent: Eduard Unruh, M.Sc., LWF


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