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Entwicklung eines Konstruktionssystems für den rechnerischen Festigkeitsnachweis von punktförmig mechanisch gefügten Bauteilen

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Kurzbeschreibung

Punktförmig mechanische Fügeverfahren haben sich in der Feinblech verarbeitenden Industrie erfolgreich etabliert und deren Anwendungsfelder erfahren z. Z. eine stetige Erweiterung. Für eine umfassende Anwendung von mechanisch gefügten Verbindun-gen in kleinen und mittleren Unternehmen ist es erforderlich, mit einer einfachen analytischen und deshalb preiswerten Methode die Bemessung und einen Nachweis der Verbindungseigenschaften (hauptsächlich die Nahtfestigkeit) durchführen zu können.
Das wesentliche Ziel des Forschungsvorhabens bestand in der Entwicklung eines Konstruktionssystems für den analytischen Festigkeitsnachweis von punktförmig mechanisch gefügten Bauteilen. Dazu wurde für punktförmige Fügenähte mit gleicher Nahteinteilung als Festigkeitskennwert die Grenznahtfestigkeit eingeführt, indem dem Verbindungsbereich, ähnlich wie der Grundwerkstoff eine Zugfestigkeit aufweist, eine ertragbare Zugspannung zugeordnet wurde.
Diese kann ermittelt werden, indem Zugproben mit variierter Anzahl von Fügepunkten in Kombination mit verschiedenen Fügepunktabständen geprüft und die erhaltenen Höchstzugkräfte auf den kleinsten angeschlossenen Blechquerschnitt bezogen werden. Derartig experimentell ermittelte Spannungswerte lassen sich in einem Diagramm über dem Fügepunktabstand auftragen und eine Funktion, die so genannte Grenznahtkurve, abbilden und es können Nahtfestigkeiten für nahezu beliebige Fügepunktabstände grafisch ermittelt bzw. analytisch berechnet werden.
Ein wesentlicher Arbeitspunkt des Forschungsvorhabens bestand in der Aufstellung derartiger Grenznahtkurven sowohl mittels bereits vorhandenen Datenquellen als auch durch umfangreiche experimentelle Untersuchungen für unterschiedliche Fügesysteme, sowie verschiedene Grundwerkstoffe und konstruktive Randbedingungen. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens sind in einem Merkblattentwurf zusammengefasst. Dieses Merkblatt ermöglicht die analytische Berechnung erreichbarer Nahtfestigkeiten bzw. erforderlicher Fügepunktabstände von punktförmigen Verbindungsnähten mittels spannungsbasierten Nahtkennwerten, welche in umfangreichen experimentellen Untersuchungen ermittelt wurden. Das Merkblatt beinhaltet eine einfach handhabbare und kostengünstige Berechnungsmethode, mit der ein Festigkeitsnachweis oder eine Bemessung von punktförmig mechanisch gefügten Verbindungsnähten an Bauteilen aus Feinblech durchgeführt werden kann.

Details
Schlagworte

Titel: Entwicklung eines Konstruktionssystems für den rechnerischen Festigkeitsnachweis von punktförmig mechanisch gefügten Bauteilen
Autoren/Herausgeber: Reimund Neugebauer, Frank Riedel, Roman Marx
Aus der Reihe: EFB-Forschungsbericht
Ausgabe: 1., Aufl.

ISBN/EAN: 9783867763592

Seitenzahl: 150
Format: 24 x 17 cm
Produktform: Taschenbuch/Softcover
Sprache: Deutsch

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