Holistische Methode zur elastischen Auslegung von geclinchten Bauteilen / von Sven Martin, M. Sc. ; Referent: Prof. Dr. rer. nat. habil. Thomas Tröster, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Alexander Brosius. Paderborn, 2024
Inhalt
- Einleitung
- Stand der Forschung
- Kurzübersicht über das Verfahren Clinchen
- Fertigung und Eigenschaften eines Clinchpunktes
- Ermittlung der mechanischen Kennwerte eines Fügepunktes
- Versagensarten und analytische Modelle zur Beschreibung des mechanischen Verhalten eines Clinchpunktes
- FE-Modelle zur Beschreibung von Clinchpunkten
- Auslegung und Robustheit eines Fügedesigns aus gleichartigen Fügepunkten
- Bestimmung eines initialen Fügedesigns
- Bestimmung und Optimierung eines Fügedesigns
- Robustheitsanalysen und Identifikation besonders relevanter Fügepunkte
- Einflüsse auf die Belastung und Tragfähigkeit von Clinchpunkten
- Forschungsbedarf bei Anpassungskonstruktionen von punktgefügten Strukturen
- Machbarkeitsuntersuchung
- Beschreibung von Fügepunktlasten
- Verwendetes Gesamtfahrzeug und davon abgeleitete Simulationsmodelle
- Ableitung eines impliziten Karosseriemodells aus dem Gesamtfahrzeug-Crashmodells
- Überführung des Crash-Modells in ein Mehrkörpersimulationsmodell
- Analyse der Fügepunktlasten in einer Karosserie unter quasistatischen Lastfällen
- Einfluss der Deformation in der Fügezone auf die Clinchpunkteigenschaft und -last
- Erarbeitung der Ursache-Wirkungs-Beziehungen
- Modellaufbau des abstrahierten Fügeflansches
- Auswertung und Interpretation der Ergebnisse
- Ergebnisse und Auswertung der Variationen in den Schublastfällen
- Ergebnisse und Auswertung der Variationen in den Schälungslastfällen
- Zusammenfassung der Wirkung von Fügepunktsteifigkeits- und -positionsänderungen in Flanschen
- Demonstration des Nutzens von nicht-rotationssymmetrischen Fügepunkten
- Untersuchungen an einfach geclinchten Proben
- Auslegungsmethode für geclinchte Bauteile
- Aufbau der Auslegungsmethode
- Annahmen und benötigte Daten für die Anwendung der Auslegungsmethode
- Anwendung der Auslegungs- und Berechnungsmethode
- Experimentelle Prüfung des Demonstrators und Abgleich mit der Simulation
- Zusammenfassung und Ausblick
- Anhang
- Raderhebungskurven des MKS-Modells
- In Versuchsreihe 1 gemessene Kräfte
- Messwerte der Versuchsreihe 2
- Messwerte der Versuchsreihe 3
- Eigen-Kontaktbedingungen
- Literatur