Herstellung und Einsatz schergeschnittener Löcher in mechanisch gefügten Verbindungen unter Verwendung höherfester Stähle im Stahlbau bei zyklischen Beanspruchungen

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Z02_Kalkowsky


Kernthesen

  • Eine Qualifizierung des Scherschneidens durch Definition der Fertigungsparameter für Löcher in höherfesten Stählen wird ermöglicht.
  • Für hochfeste Stähle kann das Scherschneiden an Lochstäben im Vergleich zur Referenz des gebohrten Loches qualifiziert werden.
  • Das Scherschneiden qualifiziert sich für Scher-/Lochleibungs- und gleitfest vorgespannte Verbindungen in Bauteilen aus höherfesten Stählen.

Zusammenfassung

Sowohl im Stahl- als auch Stahlleichtbau werden vielerorts Mechanische Fügeverbindungen mit Schrauben-, Vollniet- und Schließringbolzen eingesetzt. Die Notwendigkeit der Lochherstellung ist allen o. g. Fügetechnologien gemein. Das Scherschneiden, welches sich zur Vorlocheinbringung nach DIN EN 1090-2 und -4 zwar eignet, wird jedoch durch die darin formulierten Regelungen für einen Großteil der Anwendungen mit mechanisch gefügten Verbindungen ausgeschlossen.

Die Eignung ist gegebenenfalls anhand von Einzelfalluntersuchungen nachzuweisen. Die wirtschaftlichen Vorteile dieses Verfahrens bleiben damit oftmals ungenutzt. Diese normative Limitierung sollte in Anerkennung neuer und qualifizierter Scherschneidmethoden überdacht werden. Durch die Anwendung neuartiger Scherschneidmethoden mit optimierten Schnittparametern sowie modifizierten Stempel- und Matrizengeometrien wird auf die Maximierung des Glattschnittanteils an der Lochwand abgezielt. Damit konnten bereits für die normalfesten Stähle die Nachteile hinsichtlich des Sprödbruch- und Ermüdungsverhaltens gegenüber gebohrten Löchern ausgeglichen werden.

Dies führte nicht zuletzt auch zu einer Ertüchtigung des Scherschneidens in ermüdungsbeanspruchten Konstruktionen. An dieser Stelle soll für die Anwendung mit höherfesten Stählen angeknüpft werden, um auch fortan für diese einen qualifizierten Scherschneidprozess bereitzustellen, der durch die entsprechenden Normen zur Ausführung zugelassen ist.


Projekt

FOSTA P 1594, IGF Antragsnr. N03246/21

Referent: Florian Kalkowsky M.Sc., Fraunhofer IGP


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