Blindniete eignen sich im besonderen Maße zum Fügen von Mischverbindungen, da sie kein Verformungsvermögen der Bauteile voraussetzen und nur eine einseitige Zugänglichkeit zur Fügestelle erfordern.
Es werden geeignete hülsenfaltende Blindnietsysteme an Fügekombinationen, bestehend aus CFK- und Aluminiumfügeteilen untersucht. Viele setzprozessinduzierte Schädigungen am Fügeelement und in der CFK Verbundstruktur reduzieren die Festigkeitseigenschaften des CFK sowie die Tragfähigkeit der Nietverbindungen.
Für die praxisgerechte Auslegung der Blindnietverbindungen ist bedeutsam, dass die Ausnutzung des zulässigen Blindniet-Klemmbereichs durch dickere Bauteile mit großen Veränderungen in der geometrischen Fügepunktausbildung einhergeht, wodurch die Tragfähigkeit der Nietverbindung nachweislich signifi kant reduziert wird.
https://ble-x.de/mydocs/1643
Aktualisiert: 2021-10-21
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Die Qualifizierung stanzend hergestellter Verbindungen aus Aluminium und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) setzt Kenntnisse werkstofflicher Potenziale der FKV-Werkstoffe voraus, die über die Verbindungsbemusterung bis hin zu den resultierenden mechanischen Verbindungseigenschaften reichen.
Auch die medialen Einflussfaktoren, wie beispielsweise Temperatur und Feuchte beeinflussen die Werkstoffeigenschaften des FKV.
Durch den Einsatz optischer Messtechnik auf Basis der digitalen Bildkorrelation kann erstmalig das Schädigungsverhalten für Halbhohlstanzniet- Verbindungen auf Basis der Nietschrägstellung über den sowohl quasistatischen als auch zyklischen Scherzugversuch hinweg beurteilt werden.
https://ble-x.de/mydocs/1644
Aktualisiert: 2021-10-21
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Die dynamische Belastung von Strukturen, die mittels Schraubverbindung gefügt wurden, ruft Dämpfungseffekte in den Fügestellen hervor. Diese Fügestellendämpfung kann gezielt dazu genutzt werden, gefügte Tragwerksstrukturen hinsichtlich der Belastbarkeit zu verbessern.
Das nichtlineare Übertragungsverhalten durch Kräfte und Verschiebungen hängt beispielsweise ab von der Haftreibungszahl in den Kontaktflächen, der Klemmlänge des Klemmpakets oder auch der Anzahl der Verbindungselemente einer Fügestelle und kann die Dämpfungscharakteristik spezifischer Verbindungskonfigurationen, wie etwa die Vorspannkraft einer Schraubenverbindung überlagern.
Das entwickelte Prüf- und Mess-Konzept verwendet LVDT-Wegsensoren, um das dynamische Verhalten von HV-Schraubverbindungen zu untersuchen und wird ergänzt durch die FE-die Simulation des dynamischen Verhaltens an einem elastischen Mehrkörpermodell.
https://ble-x.de/mydocs/1598
Aktualisiert: 2020-07-01
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Die entwickelte Modellierungsstrategie zur anwendungsgerechten Simulation stanzender Fügeverfahren bei FKV-Hybridstrukturen bildet eine Basis für die Vorhersage von Fügepunktausprägungen, den resultierenden setzprozessinduzierten Schädigungen im FKV-Werkstoff und den erforderlichen Prozesskräften.
Der Einfluss stanzender Fügeverfahren auf das Tragverhalten bei quasistatischer und zyklischer Belastung wird verdeutlicht.
https://ble-x.de/mydocs/1569
https://ble-x.de/mydocs/1569
Aktualisiert: 2020-01-17
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In mehreren Versuchsserien: analytisch (Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, sowie Elektrochemie), sowie im Laborbelastungstest (Kondenswasser-Wechseltest und der neutrale Salzsprühnebeltest) und der Freibewitterung (Helgoland, Rostock, Dresden) werden korrosionskritische Bereiche an Schließringbolzenverbindungen identifiziert und kritische Faktoren aus der Herstellung ermittelt.
Die Fügeelement- und die Fügeteilbeschichtung erweisen sich als maßgebliche Faktoren für das Korrosionsverhalten. Außerdem werden verschiedene Prüfverfahren als Hilfsmittel zur Wareneingangskontrolle der Korrosionsschutzsysteme der Schließringbolzen bewertet.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Um die Vorteile einer Schraubenverbindung als gleitfest vorgespannte Verbindung zu ermöglichen und damit eine deutliche Steigerung des Tragfähigkeitspotenzials bei zyklischer Beanspruchung zu erschließen, werden Z-Pins in das Laminat bei gleichzeitig minimalen Eigenschaftsänderungen der Laminatstruktur (Oberflächengüte, statische Festigkeit) eingebracht.
Die Wahl des Vorlochverfahrens insbesondere bei schwingender Belastung beeinflusst das Ermüdungsverhalten der FKV-Werkstoffe. Die betrachteten Vorlochoperationen (Bohren, Wasserstrahlschneiden) zeigen keinen signifikanten Einfluss auf die statische Tragfähigkeit der FKV-Bauteile.
Es werden außerdem Stellgrößen bezüglich der Oberflächenvorbereitung sowie der Extrapolation von Vorspannkraftverlusten über die Lebensdauer für FKV-Halbzeuge im Allgemeinen identifiziert.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das Projekt untersucht setzweg- und setzkraftbasierte Installationsverfahren, die eingesetzt werden, um ein tragendes Gewinde in dünnwandige Bauteile einzubringen. Da bei zu großen Schwankungen der Fügeteildicke Schäden im Gewinde in Form von plastischen Deformationen auftreten können, werden zur Bewertung des Installationsprozesses die Verklemmung der BNM auf dem Fügeteil sowie die plastische Deformation des Gewindes herangezogen.
Jeder Setzprozess bricht an einem individuellen Punkt ab, der sich aus den geometrischen Gegebenheiten der Fügestelle sowie den Materialeigenschaften ergibt. Um eine Aussage zum Schädigungsgrad zu treffen, werden neben der Ultraschallmikroskopie oder Computertomografie auch Methoden wie die Lock-In Thermografie oder Wirbelstromverfahren eingesetzt.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Anhand der experimentellen und numerischen Betrachtungen zu Streubreiten
von Setzprozesskurven von Schließringbolzen und den resultierenden
Tragverhaltenseigenschaften wird ein Fallklassenkonzept für
SRB abgeleitet.
Die gezielte Einordnung der verwendeten Setzgeräte und Verbindungselemente
in unterschiedliche Produktklassen - sicherheitsrelevante
Bauteile, funktionskritische Bauteile oder ästhetische Verbindungen -
ermöglicht es den verarbeitenden Firmen, im Rahmen der Qualitätssicherung
in Abstimmung mit den Systemherstellern Anforderungen an
SRB und Verarbeitungsgeräte zu definieren.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Für die Realisierung des Setzprozesses innerhalb einer numerischen
Simulation bei FKV-Hybridverbunden wird eine Methodik entwickelt, die
den FKV-Werkstoff als Schichtverbund betrachtet.
Zwei zentrale Modellbestandteile bilden hierbei das komplexe Deformations-
und Versagensverhalten. Zur Beschreibung des richtungsabhängigen
Schichtverhaltens wird erstmalig ein Materialmodell implementiert,
das neben den Schädigungsprozessen auch viskoelastische
Effekte, d. h. die Ratenabhängigkeit des Materialverhaltens und Relaxations-
sowie Kriecheffekte abbilden kann.
Den Anwendern steht damit ein Setzprozessmodell zur Verfügung, das
alle charakteristischen, durch den Setzvorgang induzierten Schädigungsphänomene
in der Simulation erfasst
Aktualisiert: 2019-10-09
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Die entwickelte Prüfsystematik für die zerstörungsfreie Bauteilprüfung ausgewählter mechanisch gefügter Schließringbolzen- und Blindnietverbindungen bei spezifischen Scher- und Vorspannungszuständen nimmt in Anlehnung an die Modalanalyse eine Prüfung durch vibroakustische Anregung des Bauteils vor und wertet die Systemantwort aus. Sie ermöglicht für Flanschverbindungen Aussagen zu bestehenden Klemmkräften und Spannungszuständen in der Fügeverbindung.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das Forschungsprojekt ermittelt Einflussparameter und Kennwerte zur Auslegung von blindgenieteten Funktionselementen in Abhängigkeit von Verbinderausführung, Bauteilmaterial und Beanspruchung sowie nach erfolgter Korrosionsbeanspruchung. Im Vordergrund der Untersuchungen steht der Vergleich mit dem konventionellen Schraube-Mutter-System.
Die Ergebnisse erlauben eine Auswahl bzgl. der Blindnietmutter-Festigkeiten in Abhängigkeit von der Betriebsbeanspruchung sowie einen direkten Vergleich mit konventionellen Schraube-Mutter-Verbindungen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Aufgrund seiner bedienerunabhängigen Montage besitzt der Schließringbolzen in Bezug auf das planmäßige Vorspannen einen wesentlichen Vorteil gegenüber der konventionellen Schraubverbindung. In der Anwendung bei Faser-Kunststoff-Verbunden ergeben sich unterschiedlichste Herausforderungen.
Die Qualität der hergestellten Laminate hinsichtlich der Nachgiebigkeit wird mittels statistischer Verfahren bewertet. In Anlehnung an bestehende Bemessungsnormen und Richtlinien wird die Übertragbarkeit der Bemessung auf die Faser-Kunststoff-Verbunde untersucht.
Für die auf Querzugkraft belastete Schließringbolzenverbindung werden die möglichen Versagen und die zugehörigen rechnerischen Nachweise aufgeführt. Angesichts der Vielfalt an Faser-Kunststoff-Verbunden, die sich u.a. nach Art und Höhe der Belastung richtet, werden Beanspruchbarkeiten bestimmt.
Im Fokus stehen dabei die Versuche zur Ermittlung der Nachgiebigkeit und der Grenzflächenpressung, die Scher-/Lochleibungsversuche zur experimentellen Bestimmung der Lochleibungsbeiwerte und der Einsatz der statischen Versuchsplanung und Auswertung in Bezug auf einen Einsatz der gleitfest vorgespannten Schließringbolzenverbindung.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das Fallklassenkonzept für Blindniet-Montageprozesse ermöglicht die sequentielle Abarbeitung der relevanten Fragestellungen. Das Ergebnis ist ein vollständiges Verfahren zur Qualitätssicherung bestehend aus Blindnietelement, Setzgerät und (mechanischen) Vorrichtungen sowie der benötigten Überwachungssensorik zur Vermeidung und Identifizierung von Setzprozessfehlern wie Setzwinkel, Setzabstand, Fremdkörper zwischen den Fügeteilen, Abweichungen des Vorlochdurchmessers, Abweichungen der Vorlochgeometrie, Fase an den Fügeteilen.
Durch die numerische Simulation können Aussagen zur Beeinflussung verschiedener Fehler auf den Verlauf der Setzprozesskurve sowie das Tragverhalten getroffen werden.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das Forschungsprojekt untersucht die Ursache von Gewaltbrüchen von Schneidaktivelementen beim Schneiden von hoch- und höchstfesten Blechwerkstoffen. Dabei ermittelt es verschiedene Verlagerungsarten als zusätzliche Stempelbelastung und betrachtet diese detailliert in Simulation und Experiment. Die einzelnen Belastungsfälle werden hinsichtlich ihrer Relevanz in Bezug auf Stempelgewaltbruch gewichtet und Handlungsempfehlungen für die Vermeidung solcher Verlagerungen aufgestellt.
Konkrete Konstruktionsrichtlinien zur Auslegung von Schneidwerkzeugen für hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe können in der Werkzeugkonstruktion direkt umgesetzt und so ein frühzeitiger Ausfall von Schneidaktivelementen vermieden werden.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Da die Vorspannkraft maßgeblich das Tragverhalten von Schraubenverbindungen gewährleistet, wird mit der akustischen Resonanzanalyse ein kostengünstiges zerstörungsfreies Messverfahren untersucht, das
die Vorspannkraft direkt bestimmt.
Angeregt durch einen Impulshammer werden die Schwingungen der Schraubenverbindung mit einem Beschleunigungssensor erfasst. Experimente und Simulationsergebnisse bestätigen die Abhängigkeit der Resonanzfrequenz von der Vorspannkraft und identifizieren die relevanten Einflussgrößen auf das Messergebnis.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Die Beurteilung des Verspannungszustandes von Schraubenverbindungen ist ein in Literatur und Praxis umfangreich diskutiertes Thema. Ausgangshypothese der Arbeit ist, dass der Verspannungszustand von Schraubenverbindungen deren Schwingungsverhalten bei künstlicher Anregung maßgeblich beeinflusst.
Durch impulsförmiges Anregen der Schraube wird diese in Schwingung versetzt. Das resultierende Schwingungsverhalten wird über einen Beschleunigungsaufnehmer erfasst.
Als wissenschaftliche Grundlage werden in der Arbeit relevante Wirkmechanismen diskutiert, welche das Schwingungsverhalten der Schraubenverbindung, neben der Änderung des Verspannungszustandes, beeinflussen können.
Die Verifizierung des Verfahrens erfolgt, neben den theorethischen Überlegungen in drei experimentelle Schritten.
Im ersten Schritt wird die Fragestellung der Zuordnung einer messtechnisch erfassten Resonanzfrequenz zum Verspannungszustand einer idalisiert aus der Bauteilstruktur herausgelösten Ein-Schraubenverbindung nachgewiesen.
Im zweiten Schritt wird diese Schraubenverbindung in die Bauteilstruktur integriert und die Auswirkungen experimentell untersucht.
Abschließend wird in einem Praxisbeispiel das Verfahren in einer komplexen Bauteilstruktur erprobt. Untersucht werden hierbei Zylinderkopfverschraubungen. Mit Hilfe des Verfahrens konnten in diesem praktischen Anwendungsfall 48 undefininiert vorgespannte Schraubenverbindungen erfolgreich geprüft und deren Verspannungszustand beurteilt werden.
Zusammenfassend wird in dieser Arbeit ein neuartiges Verfahren für die objektiverte Prüfung von Schraubenverbindungen auf Grundlage der akustischen Resonanzanalyse vorgestellt.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Experimentelle Untersuchungen und die Finite-Elemente-Simulation belegen, dass das Blindnietmutter-Schraub-System gegenüber einer konventionellen Blindnietmutter Vorteile hinsichtlich der Tragverhaltenseigenschaften bietet. Es können bis zu 12% höhere Lasten ertragen werden, die zu keinem totalen Versagen der Verbindung führen. Des weiteren konnte durch die Veränderung der Geometrie der Kopfauflage die Beanspruchung der zweiten Faltzone verringert und die plastische Dehnung in dieser Faltzone um ca. 20% erreicht 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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