Kernthesen
- Klassifizierung der Fertigungseinflüsse hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Tragfähigkeit
- Herstellung des Zusammenhangs zwischen der Ausprägung eines Fertigungseinflusses und dem Einfluss auf das Verformungs- und Versagensverhalten der Verbindung
- Weiterentwicklung von Ersatzmodellen für die Crashsimulation zur Berücksichtigung der Auswirkungen von Fertigungseinflüsse auf die Tragfähigkeit
Zusammenfassung
Durch ein großes Spektrum an fügbaren Werkstoffen können mechanische Fügeverfahren, wie das Halbhohlstanznieten, in vielen Branchen und insbesondere in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Dabei werden mechanische Fügeverfahren zumeist innerhalb einer automatisierten Fertigung verwendet. Hierbei können fertigungsbedingte Toleranzen auftreten, die einen Einfluss auf das Trag- und Versagensverhalten der Verbindung unter Crashbelastung haben.
Dieser Beitrag stellt eine experimentelle und numerische Untersuchung zur Auffindung von formelmäßigen Zusammenhängen zwischen der Tragfähigkeit der Verbindung und den fertigungsbedingten Toleranzen beim Halbhohlstanznieten vor.
Nach der Identifikation geeigneter Fertigungseinflüsse (Nietlänge, Nietkopfendlage, Orthogonalität, Lateralversatz und Flanschüberdeckung) wurden die Auswirkungen der einzelnen Fertigungseinflüsse auf das Trag- und Versagensverhalten der Verbindung mit Hilfe von LWF-KS-2-Proben untersucht sowie numerische Simulationen durchgeführt, um Ursachen für auftretende Phänomene aufzuklären.
Auf Basis dieser Untersuchungen wurden funktionale Zusammenhänge für die Ausprägung der einzelnen Fertigungseinflüsse und deren Auswirkungen auf das Trag- und Versagensverhalten der Verbindung abgeleitet. Diese funktionalen Zusammenhänge wurden dazu genutzt, die Auswirkungen der einzelnen Fertigungseinflüsse in Form von Abschlagsfaktoren in der Ersatzmodellierung für die Crashsimulation zu berücksichtigen.
Die gefundenen Zusammenhänge sollen schnelle und kostengünstige Abschätzungen über die Festigkeit von mechanisch gefügten Verbindungen unter Einbeziehung von fertigungsbedingten Toleranzen ermöglichen.
Projekt
FOSTA P 1262, IGF 20116 N
Referent: Philip Rochel, M.Sc., Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik Freiburg
