Es werden die Effekte zur Entstehung thermisch induzierter Schädigungen im Faser-Kunststoff-Verbund an mechanisch gefügten und anschließend thermisch belasteten FKV-Metall-Verbindungen untersucht und charakterisiert.
Durch die Verwendung von polymeren Unterlegscheiben, verlierenden Niederhaltern, Toleranz-Stanznieten sowie einem Hochleistungsmatrixwerkstoff können diese Schädigungen unterbunden werden.
https://ble-x.de/mydocs/1599
Aktualisiert: 2020-07-01
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Diese Arbeit verfolgt das Ziel, die Stanzniettechnologie zielgerichtet für das werkstoffgerechte Fügen von FKV-Metall-Verbindungen weiterzuentwickeln, um Materialschwächungen zu minimieren und die Fügeeignung insgesamt zu verbessern. Dazu wurden die schädigungsauslösenden Mechanismen der Fügeverfahren Vollstanznieten und Halbhohlstanznieten analysiert und Optimierungsstrategien abgeleitet. Eine Element- und Verfahrenskombination beider Fügetechnologien stellte sich in diesem Zusammenhang als zielführend heraus. Der Nachweis der Schädigungsreduzierung durch den neu entwickelten Stanzniet erfolgte anhand einer Quantifizierung der induzierten Defekte mittels Ultraschall sowie der Ermittlung der Restdruckfestigkeit der FKV-Werkstoffe. Mithilfe einer Anpassung der Prozessparameter und der Werkzeuggeometrien wurde eine Verbesserung der Verbindungsausbildung erreicht und insgesamt das Spektrum an fügegeeigneten Werkstoff-Geometrie-Kombinationen erweitert. Die gefügten Verbindungen wurden abschließend in verschiedenen Prüfszenarien mechanisch charakterisiert.
Aktualisiert: 2020-01-15
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Das Reservoirstanznieten vereint als Kombination aus Elementgeometrie und Prozessablauf des Voll- und Halbhohlstanznietens die Vorteile beider Verfahren und stellt eine zielgerichtete Weiterentwicklung der
Stanzniettechnologie für FKV-Anwendungen dar.
Um den im Nietinneren aufgenommenen FKV-Butzen zu sichern, wird ein Verfahren entwickelt, den metallischen Butzen ebenso zum Teil in den Niet zu pressen. Das neue Fügeverfahren Reservoirstanznieten reduziert maßgeblich
die fügeprozessinduzierten Schädigungen im Verbundwerkstoff, wodurch kostenintensive FKV-Bauteile besser ausgenutzt werden können, und erweitert die Anzahl an fügegeeigneten Material-Dicken-Kombinationen, so dass sich neue Anwendungsfelder von Mischbaustrukturen ergeben.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Mischbauteile aus Faser-Kunststoff-Verbunden mit konventionellen metallischen Werkstoffen werden mit vorlochfreien mechanischen Verfahren gefügt, wie dem Voll- oder Halbhohlstanznieten. Sie sind in der Lage, sofort tragfähige Verbunde in sehr kurzer Zeit zu bilden.
Allerdings können die Löcher im Stanzprozess nicht schädigungsfrei in die Faser-Kunststoff-Verbunde eingebracht werden. Aufgrund mangelnder Duktilität und heterogenem Werkstoffaufbau kommt es in den benachbarten Regionen zu Faserbrüchen, Zwischenfaserbrüchen und Delaminationen, die sowohl die Werkstoff- als auch die Verbindungseigenschaften negativ beeinflussen.
Die durch die Stanznietprozesse bedingten Laminatschädigungen werden analysiert und bewertet, wobei ein ausgeprägter positiver Effekt bei der Verwendung von gelochten Stempeln mit Schneidkanten zu beobachten ist. Quasistatische Festigkeitsuntersuchungen zeigen, dass Schädigungen die Druckfestigkeit sowie Lochleibungsfestigkeit der Laminate signifikant reduzieren können.
Aktualisiert: 2019-10-09
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