Auslegung von punktförmigen FKV/Metall-Mischverbindungen
Medien-Nr.:
MB-3751
Produktnummer:
MB_3751
Herausgeber:
Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. - Arbeitskreis Hybride Strukturen
Erscheinungsjahr:
1. Juli 2021
Seitenanzahl:
14
Schnittreaktionsbasierte Auslegungsmethode zur Versagensvorhersage
Inhalt
Schlagworte
1 Ziel und Zweck des Merkblatts
2 Formelzeichen und Abkürzungen
3 Grundlagen
3.1 Schnittreaktionen im Fügepunkt
3.2 Versagensraum und Bruchkörper
4 Methodik
4.1 Ablaufplan
4.2 Versuchsplan
5 Probenformen
5.1 Kopf- und Winkelzug
5.2 Scher- und Torsionszug
5.3 Schälzug
6 Mediale Alterung (optional)
7 Ermittlung von Kennwerten
7.1 Quasistatisch
7.2 Dynamisch
8 Finite Elemente Analyse
8.1 Nachbildung der Prüfkörper
8.2 Benötigte Materialkennwerte
8.3 Fügepunkt-Ersatzmodell
9 Berechnung von Versagenskriterien
9.1 Statisch
9.2 Dynamisch
10 Validierung
10.1 Prüfkörper und Prüfvorrichtung
11 Schrifttum
Das Merkblatt zeigt einen methodischen Ansatz zur ingenieurmäßigen Versagensvorhersage von punktförmigen Fügeverbindungen, insbesondere zwischen Faser-Kunststoff-Verbunden und Metallblechen. Die Ergebnisqualität von klassischen spannungsbezogenen Auslegungsmethoden ist maßgeblich von einer exakten Abbildung der Faserstruktur in der Fügezone abhängig.
Da diese jedoch in der Regel aufgrund von inhomogenen Faservolumenverteilungen, Faserverläufen oder Faserschädigungen nicht bekannt ist bzw. nur mit großem Aufwand zu modellieren ist, erfolgt die Beurteilung des Fügepunktversagens bei der vorliegenden Methode auf Basis der im Fügepunkt wirkenden Schnittreaktionen.
Mit Hilfe weniger Basisversuche und einfachen Fügepunkt-Ersatzmodellen können dabei die versagenskritischen Schnittreaktionen ermittelt und in einen dreidimensionalen Bruchkörper überführt werden, dessen Isofläche die maximal ertragbaren Belastungszustände (statisch, dynamisch, medial gealtert) beschreibt.
Das Versagen punktförmiger FKV/Metall-Verbindungen kann somit trotz unbekannter Ausprägung der Faserarchitektur im Bereich der Fügezone auf einfache und wirtschaftliche Weise, für unterschiedliche Belastungskollektive bei verschiedenen Witterungsbedingungen simuliert und vorausgesagt werden.
Grundlage des Merkblatts sind die im Rahmen des IGF-Projekts 19903BR „Auslegungsmethode FKV/Metall-Mischverbindungen“ erzielten Ergebnisse (FB-557).
Inhalt
Schlagworte
1 Ziel und Zweck des Merkblatts
2 Formelzeichen und Abkürzungen
3 Grundlagen
3.1 Schnittreaktionen im Fügepunkt
3.2 Versagensraum und Bruchkörper
4 Methodik
4.1 Ablaufplan
4.2 Versuchsplan
5 Probenformen
5.1 Kopf- und Winkelzug
5.2 Scher- und Torsionszug
5.3 Schälzug
6 Mediale Alterung (optional)
7 Ermittlung von Kennwerten
7.1 Quasistatisch
7.2 Dynamisch
8 Finite Elemente Analyse
8.1 Nachbildung der Prüfkörper
8.2 Benötigte Materialkennwerte
8.3 Fügepunkt-Ersatzmodell
9 Berechnung von Versagenskriterien
9.1 Statisch
9.2 Dynamisch
10 Validierung
10.1 Prüfkörper und Prüfvorrichtung
11 Schrifttum