Ermüdungsgerechte Optimierung des Einsatzes umformtechnischer Fügeverfahren unter Anwendung des Örtlichen Konzeptes

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Optimierung-Fuegepunktlayout


Kernthesen

  • Mittels FLS sind reproduzierbar Scher-/Lochleibungsverbindungen in Aluminiumwerkstoffen ausführbar.
  • Die ermittelten statischen Traglasten aus den experimentellen Untersuchungen erweisen sich bezogen auf die Festigkeit der verwendeten Aluminiumwerkstoffe als vielversprechend hoch.
  • Die formschlüssige Tragwirkung kann für den Festigkeitsnachweis ausgenutzt werden.

Zusammenfassung

Zur Verbindung mit anderen (An-)Bauteilen stehen Unternehmen der Automobilbranche im Entwicklungsprozess eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten aus mechanischen Fügeverfahren und Fügeparametern zur Verfügung, wobei wichtige Informationen zur Anzahl der Fügepunkte, Fügepunktausprägung und Wechselwirkungen zwischen den Fügepunkten aktuell fehlen.

An diesem Punkt knüpft das Forschungsvorhaben, mit dem Ziel der Entwicklung einer Optimierungsroutine zur ermüdungsgerechten Auslegung von Fügepunktlayouts, an. Basis der Routine ist ein „Fügekatalog" mit Informationen zu untersuchten Fügepunkten und deren Ermüdungsverhalten, welcher als Metamodell einfließt. Darauf aufbauend kann eine globale Optimierungsroutine das Optimum hinsichtlich Layout und Konfiguration der Fügeverbindungen unter Berücksichtigung der Ermüdungseigenschaften ermitteln.

Durch die Modularität der entwickelten Routine kann diese vom Anwender in verschiedenen Detaillierungsgraden verwendet und auf eigene Problemstellungen übertragen werden.


Darstellung des Nutzens für KMU

Insbesondere KMU als Zulieferer der OEMs der Automobilbranche werden mit der Optimierungsroutine im ersten Schritt befähigt, das Clinchen im Fertigungsprozess effizienter und gezielter einzusetzen und die geeignetste Kombinationsmöglichkeit aus Fügeparametern, Fügepunktanzahl und Fügestellen auszuwählen.

Durch die Modularität der Optimierungsroutine können die Ergebnisse auf verschiedenen Ebenen verwendet werden: Von der reinen Verwendung der breiten Informationen aus dem Fügekatalog, über die Verwendung der zugrunde liegenden Metamodelle über eine GUI zur Optimierung mit anderen Randbedingungen, bis hin zur Anpassung der Optimierungsroutine auf eigene Anwendungsfälle mit z.B. anderen Fügeverfahren und Werkstoffen.


Projekt

IGF 22376BR - EFB 06/121 - Laufzeit 01.07.2022-30.06.2024

Referent: M.Sc. Maximilian Schlicht, Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP Rostock

 


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