Schädigungsmodellierung von Hilfsfügeelementen beim mechanischen Fügen von Stahlwerkstoffen

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V31-Bielak


Kernthesen

  • Eine Methodik zur Berücksichtigung der Schädigung und des Versagens von Nieten im HSN-Fügeprozess existiert bislang nicht.
  • Probengeometrien werden definiert, um Schädigungskennwerte zu ermitteln, die eine spannungszustandsabhängige Charakterisierung der Versagensdehnung des Nietwerkstoffs ermöglichen.
  • Prozesssimulationen sollen eingesetzt werden, um die Eignung von Nietwerkstoff und -geometrie unter Berücksichtigung von Schädigung und Versagen für spezifische Verbindungen vorherzusagen.

Zusammenfassung

Die Untersuchung von Nietschädigung und -versagen zeigt, dass die Versagensdehnung des Nietwerkstoffs vom Spannungszustand abhängt. Es fehlt eine Methodik zur Berücksichtigung der Schädigung im Hilfsfügeelement.

Daher soll eine Methodik zur Bestimmung der notwendigen Schädigungskennwerte entwickelt werden. Dazu gehören Prozesssimulationen von Stanznietverbindungen, Identifikation relevanter Spannungszustände, Entwicklung und experimentelle Erprobung von Schädigungsproben sowie die Verifikation durch FE-Simulation.

Das Modell soll durch Simulation des Fügeprozesses unter Berücksichtigung von Nietschädigung und -versagen validiert werden.


Darstellung des Nutzens für KMU

Die neue Methodik zur Berücksichtigung von Nietschädigung und -versagen bietet KMU mehrere Vorteile: Sie ermöglicht präzisere Prozesssimulationen, die die Fertigungsqualität verbessern und frühzeitig Fehler erkennen.

Dies führt zu Kosteneinsparungen durch reduzierte Fehlproduktionen und Materialverschwendung. Gleichzeitig erhöht sich die Produktzuverlässigkeit, was die Wettbewerbsfähigkeit der KMU stärkt.

Durch die Anwendung innovativer Schädigungsmodelle können KMU ihre Prozesse optimieren und sich technologisch weiterentwickeln. Insgesamt steigert die Methodik die Effizienz und Qualität in der Produktion, was für KMU entscheidend ist, um im Markt erfolgreich zu bestehen und sich von Mitbewerbern abzuheben.


Projekt

IGF 01IF22527N - FOSTA P 1648- Laufzeit 01.08.2022-31.07.2025


Referent: Christian Roman Bielak, Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik, Universität Paderborn

 


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