Verbindungsfestigkeitsprognose für das Fügen durch Umformen

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V13_Jaeckel-IWU


Kernthesen

  • Experimentelle und numerische Analyse der quasistatischen Verbindungsfestigkeit beim Halbhohlstanznieten und Clinchen
  • Statistische Korrelationsanalyse bezüglich des Zusammenhangs aus Fügepunktkontur und Tragfestigkeit
  • Vergleich unterschiedlicher Algorithmen zur datenbasierten Prognose der Verbindungsfestigkeit

Zusammenfassung

Die Anwendung der mechanischen Fügetechnik in verschiedenen Industriezweigen wie dem Automobilbau, dem Bauwesen und der Weißen Ware hat in den letzten 20 Jahren sehr stark zugenommen. Um ein weiteres Wachstum dieser Fügeverfahren zu gewährleisten, müssen neue Anwender in der Lage sein, diese Verfahren schnell und effizient für die individuellen Anforderungen auszulegen.

Derzeit gibt es zwei grundlegende Bewertungsmethoden bei der Auslegung mechanischer Fügeverbindungen: Zum einen die Bewertung der Verbindungsqualität über die geometrischen Kennwerte durch Schliffbildanalyse und zum anderen die Bewertung über die Prüfung der Festigkeit durch zerstörende Prüfung. Grundsätzlich ist bekannt, dass die geometrischen Merkmale der Fügepunktkontur wie z. B. die Hinterschnittbildung oder die Halsdicke in direktem Zusammenhang mit der Tragfestigkeit stehen, aber eine quantitative Korrelation für verschiedene Materialdickenkombinationen wurde bisher nicht untersucht.

Ziel des im Vortrag beschriebenen Projektes ist eine Prognose der Verbindungsfestigkeit für das Stanznieten mit Halbhohlniet und Clinchen auf Basis der geometrischen Merkmale der Verbindungen sowie der Eigenschaften der Fügeteile zu ermöglichen.

Dabei werden die Zusammenhänge zwischen Fügepunktgeometrie und Festigkeit an einer großen Anzahl von Materialdickenkombinationen experimentell und numerisch ermittelt. Auf der Grundlage dieser Daten werden unterschiedliche Lernalgorithmen trainiert und verglichen. Im Endergebnis kann die datenbasierte Prognose aufwendige, experimentelle Versuchsreihen einsparen und unterstützend bei der Auslegung der Fügeverfahren genutzt werden.


Projekt

EFB 30/119, IGF 262EBR

Referent: Dr. Mathias Jäckel. Fraunhofer IWU


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