Umfangreiche experimentelle und numerische Untersuchungen an Verbindungen mit Bauteilen aus hochfesten Stählen führen zu neuen Erkenntnissen zum Tragverhalten. Sie beziehen sich sowohl auf den statischen als auch auf den Ermüdungsfestigkeitsnachweis von Verbindungen mit Blindbefestigern.
Ausgangsbasis sind die normativen Vorgaben zur Bemessung von Verbindungen mit Schrauben und Vollnieten gemäß der DIN EN 1993-1-8 im Bereich des Stahlbaus. Die Ergebnisse werden in entsprechende Bemessungsregeln überführt, die auch die Festigkeit des Grundmaterials im Nachweis erfassen.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-571.html
Aktualisiert: 2022-12-22
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Eine vorgespannte Hybridverbindung kombiniert elementare Klebverbindungen und gleitfest vorgespannte Schraubenverbindungen. Mit der Auswahl oberflächenoptimierter Klebstoffe für die branchenüblichen Oberflächen Stückverzinkung (Stahlbau) und Grundierung (Schienenfahrzeugbau) werden Gebrauchslaststeigerungen auf bis zu 400% gegenüber elementaren Fügeverfahren verzeichnet.
Für die Praxis bedeutet dies eine mögliche Einsparung an Verbindungselementen, kleinere Bauteilabmessungen und den Verzicht auf aufwendige Reibflächenvorbehandlungen. Außerdem kann auf das Nachspannen, bzw. Warten der Verbindungen über die Lebensdauer verzichtet werden.
Generell verhält sich die Verbindung robust gegenüber Extremtemperaturen, Kantenversätzen und Variationen in der Zinktauchbadzusammensetzung. Mithilfe eines numerischen Modells ist eine rechnerische Traglastvorhersage der Hybridverbindungen für feuerverzinkte und beschichtete Oberflächen möglich.
https://ble-x.de/mydocs/1659
Aktualisiert: 2021-09-23
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Zur Beschreibung des Tragverhaltens und zur Ableitung eines Bemessungskonzeptes werden systematische experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt, die die Bemessungsregeln von reibschlüssigen Verbindungen mit Langlöchern in Anlehnung an die VDI 2230 - Blatt 1 für maschinenbauliche Anwendungen und in Anlehnung an den Eurocode 3 für stahlbauliche Anwendungen erweitern.
Das Konzept soll mittelfristig in eine DIN-Norm bzw. VDI-Richtlinie überführt werden, die als Bemessungsgrundlage für Konstruktionen im Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau sowie im Bauwesen dient.
https://ble-x.de/mydocs/1621
Aktualisiert: 2021-05-06
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Systematische experimentelle und numerische Untersuchungen zur Beschreibung des Tragverhaltens und zur Ableitung eines Bemessungskonzeptes von Verbindungen mit exzentrisch axialkraftbeanspruchten Schließringbolzen für Anwendungen im Stahl- und Maschinenbau erweitern die Bemessung von Schließringbolzenverbindungen nach dem EFB-DVS-Merkblatt 3435-2 in Anlehnung an den Eurocode 3 für stahlbauliche Anwendungen und die VDI 2230 – Blatt 1 für maschinenbauliche Anwendungen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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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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Für die Technikbereiche des Stahl-, Windenergie- und Schienenfahrzeugbau, kann eine Vielzahl von Vorteilen bei der Verwendung von vorgespannten Hybridverbindungen konstatiert werden.
Neben der Dichtigkeit der Verbindung, reduziert diese für die Anwender beispielsweise aufwendige Oberflächenvorbehandlungen und spart aufgrund der hohen Traglasten Verbindungsmittel ein.
Ein weiteres Feld ergibt sich bei verformungsarmen Strukturen, zu denen beispielsweise Kranbahnen, schwingend beanspruchte Raumtragwerke und Unterkonstruktionen für Solaranlagen zählen.
Durch den Einsatz von vorgespannten Hybridverbindungen auf feuerverzinkten Oberflächen kann nicht nur eine Traglaststeigerung, sondern auch eine Reduzierung der Streuungen gegenüber der elementaren Schließringbolzenverbindung und der elementaren Klebung verzeichnet werden.
Durch den komplexen Versagensmechanismus der Klebfuge hat die Geometrie der Verbindung einen wesentlichen Einfluss auf die erzielbaren Traglasten. Hinzu kommt, dass der Versagensmodus mit dem Vorspannen der Klebverbindung wechselt.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Im Schienenfahrzeugbau und Bauwesen sind Bemessungsregeln durch Richtlinien und Normen gesetzlich vereinbart. Insbesondere für Bauteile großer Abmessungen wie z. B. Tragglieder in Stahlbauten oder lange Wagenkästen von Schienenfahrzeugen sind große Toleranzfelder aus wirtschaftlicher Sicht für die Montage wünschenswert. Bei mechanisch gefügten Verbindungen wird eine gewisse Montagefreundlichkeit durch übergroße Löcher und Langlöcher erreicht.
Zum Herstellen der Löcher ist das Scherschneiden, auch Stanzen, gegenüber dem Bohren wirtschaftlich effizienter. Die sukzessive Bereitstellung von Bemessungs- und Ausführungsregeln für mechanische Verbindungen mit Schließringbolzen erschließt für diese Fügetechnologie neue Einsatzfelder, beispielsweise bei der Errichtung von Gittermasten für Windenergieanlagen, bei der Sanierung von Vollnietverbindungen im Stahlhochbau und im Brückenbau, aber auch im Schienenfahrzeugbau.
Es werden umfangreiche Untersuchungen zur Tragfähigkeit von Verbindungen mit Schließringbolzen in übergroßen Löchern bis hin zu Langlöchern in Stahl- und Aluminiumwerkstoffen unterschiedlicher Blechdicken vorgestellt.
Versuche zur Ermüdungsbeanspruchbarkeit von gleitfesten Verbindungen mit Schließringbolzen sowie HV-Schrauben in gestanzten und gebohrten Löchern stellen einen weiteren Schwerpunkt dar. Weiterhin werden das Vorspannkraft-Zeit-Verhalten von wiederverwendeten Schließringbolzen unter dem Aspekt einer reparaturgerechten Ausführung sowie das Nachspannen und ein mehrstufiger Setzprozess bezüglich der Vorspannkraft näher untersucht. Die Ergebnisse sind in DVS/EFB 3435-2 eingeflossen.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-406.html
Aktualisiert: 2022-06-09
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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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Grundlegende und systematische experimentelle Untersuchungen zur Beschreibung des Tragverhaltens und zur Ableitung eines Bemessungskonzeptes von Verbindungen mit Schließringbolzen (SRB) in Stahl- und Aluminiumblechen führen zu einem allgemeinen Bemessungskonzept für Schließringbolzen. Mit der Einordnung des jeweiligen Tragverhaltens in den Eurocode 3 ist es erstmalig möglich, Schließringbolzenverbindungen und Schraubenverbindungen gleichermaßen rechnerisch auszulegen. Die Ergebnisse werden in das DVS-Merkblatt 3435-2 "Berechnung von Schließringbolzensystemen" einfließen.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-355.html
Aktualisiert: 2022-06-23
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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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Grundlegende experimentelle und numerische Untersuchungen beschreiben das Tragverhalten von Verbindungen mit Blindnieten, Blindnietbolzen und Schließringbolzen unter dynamischer Beanspruchung in Längsrichtung.
Der rechnerische Nachweis für die Ermüdungsfestigkeit erfolgt auf der Basis moderner Bemessungskonzepte getrennt für Fügeteilwerkstoff und Fügeelement. Zu beachten sind hier der Eurocode 3 (DIN EN 1993-1-9 [1]) für die stahlbaulichen Anwendungen und die VDI-Richtlinie 2230 [2] für den Maschinenbau. Zwischen den beiden Normenkonzepten gibt es einen wesentlichen Unterschied: Eine Schraubenverbin-dung nach der VDI 2230 hat die Aufgabe, Bauteile so miteinander zu verbinden, dass das Auftreten von Schlupf oder das Auseinanderklaffen verhindert wird. Im Stahlbau hingegen ist das Abheben der Bauteile (Auseinanderklaffen) infolge Längszugbeanspruchung (Kopfzug) zugelassen.
Jedoch darf beim Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach EC 3 für vorgespannte Schraubenverbindungen die reduzierte Längsspannungsschwingbreite in Ansatz gebracht werden. Die jeweiligen Fügeelemente wurden in den Kerbfallkatalog des Eurocode 3 eingestuft. Die Vorspannung darf hiernach optional berücksichtigt werden, so dass es erstmalig möglich ist Blindniete, Blindniet- und Schließringbolzen gleichermaßen bauteilunabhängig nach dem Nennspannungskonzept auszulegen.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-324.html
Aktualisiert: 2022-06-27
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