Simulationsbasierte Betriebsfestigkeitsanalyse stanzgenieteter Bauteile

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AiF-Nr.:

19760N

EFB-Nr.:

04/216

Kurztitel:

Simulation BF Stanznieten

Laufzeit:

01.12.2018 - 31.07.2020

Forschungsstellen:

LWF Paderborn, IMAB Clausthal


Projektbeschreibung

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 etabliertes Fügeverfahren ist das Halbhohlstanznieten. Aufgrund fehlender Berechnungskonzepte zur betriebsfesten Auslegung dieser Verbindungen ist es Stand der Technik, umfangreiche experimentelle Festigkeitsnachweise mit Prototypen durchzuführen. Die Verbesserung dieses unwirtschaftlichen und zeitintensiven Vorgehens ist der Anlass für diesen Forschungsantrag.

Es soll eine numerische Simulations- und Bemessungsmethode für zyklische Beanspruchungen entwickelt werden. Zunächst wird ein Örtliches Konzept basierend auf Werkstoffkennwerten und Belastungssimulationen an hochaufgelösten 3D-Modellen verfolgt. Da diese Modelle zur Berechnung großer Strukturen aufgrund der Rechenzeiten und -kapazitäten unwirtschaftlich sind, werden die gewonnenen Erkenntnisse auf vereinfachte, recheneffiziente Modelle übertragen. Durch begleitende experimentelle Untersuchungen an technologischen Proben und bauteilähnlichen Versuchen wird die Methode abgesichert.

Durch einen Merkblatt-Entwurf soll die entwickelte Auslegungsmethode zusätzlich standardisiert werden. Von einer standardisierten, sicheren und kostengünstigen Methode zur Abschätzung der Lebensdauer werden insbesondere KMU profitieren, z.B. Prüf- und Berechnungsdienstleister, Softwareanbieter und Zulieferbetriebe.


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