Methodenentwicklung für die Simulation mechanischer Fügeprozesse mit besonderer Berücksichtigung fügespezifischer Reibverhältnisse

Projektbeschreibung

Die Fügetechnik gilt als Schlüsseltechnologie zur Energieeinsparung sowie zum Einsatz neuer Werkstoffe und damit zur Neu- und Weiterentwicklung von innovativen, ressourcensparenden Produkten. Eine wirtschaftliche Möglichkeit zum Fügen von Mischbaustrukturen ist der Einsatz mechanischer Fügeverfahren. Der zunehmende Kostendruck, kürzere Produktlebenszyklen und zeitgleich steigende Anforderungen an die Fügeverfahren machen zur Qualifizierung der Fügeverfahren den Einsatz von Simulationsmethoden in frühen Entwicklungsphasen erforderlich. Sensitiv auf die Güte der Simulationsergebnisse und damit auf die Prognosefähigkeit sind die angenommenen Reibverhältnisse. Diese sind aktuell mit großen Unsicherheiten behaftet und werden zudem in der Simulation nur sehr vereinfacht abgebildet. Die Erfassung und Berücksichtigung der realen Reibverhältnisse in der Fügeprozesssimulation ist Ziel dieses Forschungsantrages.

Hierzu muss eine geeignete Versuchsmethodik zur Ermittlung der zeit- und ortsabhängigen Reibbeiwerte in Abhängigkeit der relevanten Einflussparameter entwickelt und qualifiziert werden, insbesondere auch für die komplexen Geometrien der Hilfsfügeteile. Zur Berücksichtigung der Messwerte muss zudem ein geeignetes Reibmodell qualifiziert werden. Eine abschließende Verifizierung und Validierung wird die Einsetzbarkeit im Produktentwicklungsprozess sicherstellen. Durch Merkblattarbeit soll die entwickelte Methode zusätzlich standardisiert werden. Von einer standardisierten, sicheren und kostengünstigen Methode werden insbesondere KMU entlang der mechanischen Fügeprozesskette in allen Wirtschaftszweigen profitieren, z.B. Prüf- und Berechnungsdienstleister, Softwareanbieter und Zulieferbetriebe.