Prozessgerichtete tribologische Optimierung von Blechoberflächen durch deterministische Strukturierung

Projektbeschreibung

Schematische Darstellung relevanter Strukturierungsparameter

Im Maschinen- und Schienenfahrzeugbau wird aufgrund verschiedener Werkstoffkombinationen (Mischbauweise) oder dem Fügen beschichteter Halbzeuge zunehmend auf kalte Fügeverfahren zurückgegriffen. Das Fügen der Bauteile erfordert dabei eine ausreichende Lochüberdeckung, die gerade bei großen Strukturen schwer zu realisieren ist.

Zur Ausnutzung wirtschaftlicher Fertigungstoleranzen kommen bei mechanischen Fügetechnologien vielfach Langlöcher zum Einsatz. Der rechnerische Nachweis von Langlochverbindungen ist jedoch weder in der VDI-Richtlinie 2230-1 für den Maschinenbau noch in der Konstruktionsrichtlinie für Schienenfahrzeuge DIN 25201 verfügbar. Dieses Berechnungs- und Nachweislücke stellt insbesondere KMU aus der Zulieferindustrie vor technische und wirtschaftliche Probleme.

Das angestrebte Forschungsvorhaben soll an dem bekannten Forschungsstand anknüpfen und als Forschungsziel den rechnerischen Nachweis der Langlochverbindungen für den Einsatz im Maschinen- und Schienenfahrzeugbau ermöglichen. Im Lösungsweg werden dazu numerische und experimentelle Untersuchungen zum Tragverhalten reibschlüssiger Langlochverbindungen im Hinblick auf Axial- und Querkraftbelastung sowie deren Interaktion sowie Untersuchungen zum Montageverhalten praxisrelevanter Anziehverfahren angestellt. Dabei soll mithilfe eines KI-gestützten Ansatzes das Montageverhalten verschiedener Verbindungsmittel für Langlochverbindungen untersucht werden. Die angestrebten Ergebnisse sind somit Kenntnisse über das Montageverhalten von Langlochverbindungen, welche in einen KI-gestützten Ansatz zur Überwachung des Montageprozesses münden, sowie ein rechnerischer Tragfähigkeitsnachweis für Verbindungen mit Langloch.