Grundlegende und systematische experimentelle Untersuchungen führen zu einem deutlichen Erkenntnisgewinn zum Tragverhalten von dünnwandigen Bauteilen. Bestehende Anwendungsgrenzen werden wesentlich erweitert, so dass
bei Einhaltung von gewissen Randbedingungen ein getrennter Nachweis von Blindniet (BN) und Bauteil möglich ist.
Durch die umfangreichen Versuche und die hohe Qualität der numerischen Berechnungen wird ein allgemeines Bemessungskonzept für Blindniete entwickelt, das die erforderlichen und kostspieligen Versuchsaufwände zur Bemessung von BN-Verbindungen künftig nachhaltig reduziert.
Es ist in den Industriezweigen Bauwesen, Fahrzeugbau, Maschinen und Anlagenbau anwendbar.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Erstmalig werden Untersuchungen zur Feststellung von Einflüssen auf die Schwingfestigkeit von hülsenweitenden und hülsenfaltenden Blindnieten und nicht vorgespannten Schließringbolzen ohne Bauteileinfluss durchgeführt, um auf dieser Basis verschiedene Kerbfälle für Blindniete und Schließringbolzen abzuleiten, die den getrennten Ermüdungsfestigkeitsnachweis für Verbindungselement und Bauteil ermöglichen.
Identisch aufgebaute Tabellen geben dem Anwender ein schnellen Überblick sowohl für den stahlbaulichen (Eurocode 3 - DIN EN 1993- 1-9) als auch den maschinenbaulichen Bereich (VDI 2230) und damit ein Werkzeug zum bauteilunabhängigen Nachweis für periodische und nicht periodische Beanspruchung nach dem Nennspannungskonzept.
Anhand einer Beispielrechnung werden die Ergebnisse veranschaulicht.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das Projekt untersucht das Tragverhalten sowie die Dichtigkeitseigenschaften mechanisch gefügter, geklebter sowie hybrid gefügter Verbindungen, inwiefern der Einsatz von Kleb- und Dichtstoffen im Fügespalt die Tragverhaltenseigenschaften beeinflusst bzw. ob durch eine gezielte Auswahl und Kombination der Fügeverfahren Kleben und Nieten ein positiver Einfluss auf das Tragverhalten erzielt werden kann.
Der Einsatz von Kleb- und Dichtstoffen ist notwendig, um aufgrund von Fertigungstoleranzen auftretende Spalten zwischen den Fügeteilen zu überbrücken und eine dichte Verbindung zu gewährleisten.
Als Grundmaterial dienen Stahl- und Aluminiumwerkstoffe, wie sie derzeit im Schienenfahrzeugbau Anwendung finden.
An einschnittig überlappten Mehrelementproben werden bei statischer und zyklischer Belastung Zusammenhänge zwischen den Tragfähigkeitskennwerten und der Dichtigkeit im Flanschbereich ermittelt. Hochfeste Strukturklebstoffe mit vorgespannten Schließringbolzen erhöhen die Tragfähigkeit.
Die Alterungs- und Korrosionseigenschaften ausgewählter Verbindungen werden bewertet und abschließend Konstruktionsempfehlungen zusammengestellt, die dem potentiellen Anwender als Orientierung zur Auswahl geeigneter Kleb-/Dichtstoff- und Fügeelementkombinationen zur Herstellung von dichten und tragfähigen Verbindungen dienen
Aktualisiert: 2019-10-09
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Für den wirtschaftlichen Einsatz der Leistungsultraschalltechnologie soll die Fügekraft im Vergleich zum herkömmlichen Clinchen deutlich reduziert werden. Mit einer für das LUS-Clinchen optimierten Ultraschallanlage von 1kW liegt die Fügekraftreduzierung für ausgewählte Aluminium- und Stahlwerkstoffe bei etwa 30%.
Dadurch können die Clinchwerkzeuge gewichtsoptimiert gestaltet werden und höhere Verfahrgeschwindigkeiten oder flexiblere Einsatzfelder, beispielsweise durch eine Erhöhung der Rachentiefe ermöglichen. Dies führt zu niedrigeren Produktionszeiten mit Kosten- und Wettbewerbsvorteilen.
Die Ultraschallanlage ist in einen am Serienclinchbügel angebrachten Hohlzylinder integriert. So kann der in der Serienfertigung eingesetzte C-Bügel verwendet werden. Mit der eigens entwickelten Steuerungssoftware wird der gesamte Fügeprozess zentral verwaltet. Die Software ermöglicht dem Benutzer das Einstellen sämtlicher den LUS-Clinchprozess betreffender Parameter sowie die Durchführung und Überwachung des Fügevorgangs.
Durch die Einhausung mit Polycarbonatscheiben und die überarbeitete Matrizenhalterung, die unerwünschtes Anregen und Mitschwingen der am Fügevorgang beteiligten Bauteile durch Ultraschall verhindert, kann die durch den Ultraschall verursachte Lärmemission für den Einsatz in industriellen Umgebungen auf das zulässige Maß gesenkt werden.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das Projekt untersucht Blindnietelemente mehrerer Hersteller in den Durchmessern 4,8 und 6,4 mm aus Aluminium, Stahl und Edelstahl im Blechdickenbereich 1 bis 3 mm auf ihr Tragvermögen unter Einwirkung von (quasi-)statischen Lasten an quer zur Kraftrichtung angeordneten, einreihigen Blindnietnähten und bestimmt Maximalkräfte für die untersuchten Kombinationen aus Blindniet, Fügeteilwerkstoff, Probengeometrie und Fügepunktanzahl.
Daraus ergibt sich ein elastischer Tragfähigkeitskennwert, das so genannte Streckkraftäquivalent, mit dem unter Berücksichtigung von zulässigen Verformungen und Beanspruchungen Bemessungsregeln für ein Sicherheitskonzept für die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit der Verbindung über die geplante Lebensdauer erstellt werden.
Die Methodik wird dabei an bereits etablierte Vorgehensweisen für Schweiß- und andere mechanisch gefügte Verbindungen angelehnt.
Weiterhin werden in einem Merkblatt Berechnungsbeispiele zur Anwendung der Methode auf weitere Verbindungskombinationen von Blindniet und Grundwerkstoff aufgezeigt.
Aktualisiert: 2019-10-09
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