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Vortrag

Experimentelle Versuche zur Ermittlung von Eingangsdaten und Verifizierung einer simulationsbasierten Lebensdauerabschätzung halbhohlstanzgenieteter Bauteile

Mittwoch (04.12.2019)
16:15 - 16:35 Uhr

Die Fügetechnik gilt als Schlüsseltechnologie zur Energieeinsparung sowie zum Einsatz neuer Werkstoffe und damit zur Neu- und Weiterentwicklung von innovativen, ressourcensparenden Produkten. Ein in vielen Branchen weit verbreitetes und etab-liertes Fügeverfahren ist das Halbhohlstanznieten.

Da die Konstruktion und Auslegung von halbhohlstanzgenieteten Bauteilen im Hin-blick auf die Betriebsfestigkeit aufgrund fehlender Erfahrungswerte und Berech-nungskonzepte nur durch umfangreiche experimentelle Festigkeitsnachweise mit Prototypen durchgeführt werden kann, ist die Verbesserung dieses unwirtschaftlichen und zeitintensiven Vorgehens das Ziel. Aus diesem Grund wird z.Z. eine numerische Simulations- und Bemessungsmethode für zyklische beanspruchte halbhohlstanzge-nietete Verbindungen entwickelt.

Die betriebsfeste Auslegung von halbhohlstanzgenieteten Bauteilen soll nach dem Kerbgrunddehnungskonzept erfolgen, wobei die Basis für das hierzu benötigte FE-Modell aus einer Fügesimulation stammt.

In diesem Beitrag werden zum einen die Versuche beschrieben, die zur Ermittlung von Eingangsdaten für Simulationen und Lebensdauerberechnung sowie zu deren Verifizierung notwendig sind:

• Zugversuch zur Ermittlung der quasistatischen Spannungs-Dehnung-Kurve

• Dehnungsgeregelte Einstufenversuche zur Ermittlung des zyklischen Span-nungs-Dehnungs-Diagramms und der Dehnungswöhlerlinie

• Spannungsgeregelte Einstufenversuche zur Ermittlung der Mittelspan-nungsempfindlichkeit

• Einstufen- und Gaßner-Versuche an stanzgenieteten Bauteilen

Zum anderen wird detailliert darauf eingegangen, wie die Versuchsergebnisse aus-zuwerten und aufzubereiten sind, um in den verwendeten Simulationsmodellen ver-wendet werden zu können.

Zum Ende des Vortrags wird auf einen Aspekt eingegangen, der während der Gaßner-Versuche besonders ins Auge gefallen ist: Die untersuchten Nietverbindun-gen zeigen eine deutliche höhere Lebensdauer, als es eine lineare Schadensakku-mulation mit Ergebnissen aus Einstufenversuchen vermuten lässt. Dies stellt den In-genieur bei der Versuchsplanung für stanzgenietete Bauteile vor besondere Heraus-forderungen. Es wird eine Empfehlung zur effizienten Versuchsplanung abgegeben.

 

Sprecher/Referent:
Lukas Masendorf
Technische Universität Clausthal
Weitere Autoren/Referenten:
  • Dr. Michael Wächter
    Technische Universität Clausthal
  • Prof. Dr. Alfons Esderts
    Technische Universität Clausthal
  • Stephan Horstmann
    Universität Paderborn
  • Mortaza Ortoshi
    Universität Paderborn
  • Prof. Dr. Gerson Meschut
    Universität Paderborn