Im automobilen Karosseriebau stellt die profilintensive Mischbauweise eine potenzielle Leichtbaustrategie dar. Bei der einseitigen Zugänglichkeit der Profilbauweise sind flexible Verbindungstechnologien wie das Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzen erforderlich. Eine Herausforderung dabei ist die Gestaltung des Fügebereiches hinsichtlich der Steifigkeit und der resultierenden Deformationen. Beim Hybridfügen haben Letztere zudem Einfluss auf die Klebschichtausbildung. In der Anwendung werden die Verbindungen bisher empirisch ausgelegt, welches vor allem bei komplexen Strangpressprofilen und Gussbauteilen aufwendig ist. Die numerische Simulation, als ein Werkzeug der Produktentwicklung, verfolgt den Ansatz der virtuellen Auslegung und gewinnt zunehmend an Bedeutung. Steigende Rechenkapazität ermöglichen ferner einen größeren Detaillierungsgrad, sodass die detaillierte Simulation des Fügeprozesses ein logischer Schritt ist. Hieraus leitet sich das Ziel dieser Dissertation ab, eine Methodik zur numerischen Simulation des Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzens zu entwickeln. Die Enabler hierfür sind insbesondere die Werkstoffcharakterisierung, die Reibuntersuchungen sowie die Modellierung der numerischen Prozessketten.
Aktualisiert: 2020-12-17
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Zum Nachweis der Einsatzbarkeit des Hochgeschwindigkeits-Bolzensetzens wird eine simulationsbasierte Auslegungsmethode in den Simulationsprogrammen LS-Dyna, Simufact.forming sowie SolidWorks Simulation entwickelt.
Sie basiert auf Materialkennwerten für Stahl (HC340LA), eine Aluminiumlegierung (EN AW6060-T66) und den Bolzen, sowie auf Dehnraten und temperaturabhängige Fließkurven und Schädigungskennwerten in Abhängigkeit des Spannungszustandes. Des weiteren wurden Setzbolzen sowie relevante Anlagenkomponenten (Treiberkolben, Elastomerpuffer) vermessen.
2D- und 3D-Simulationsmodeile zum Fügeprozess prognostizieren die Verbindungseigenschaften hinsichtlich der geometrischen Ausprägung sowie der Tragfähigkeit.
Aktualisiert: 2019-10-09
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