Der Herstellungsprozess von Fahrwerksbauteilen bedingt Schwankungen in der Ausbildung von Schweißverbindungen. Die Abweichungen bei Schweißnahtgeometrien und Werkstoffeigenschaften haben dabei direkt Auswirkung auf die dynamische Festigkeit. Ihre Kenntnis und Quantifizierungsmöglichkeiten hängen aber von der jeweiligen Phase des Produktentstehungsprozesses ab. Anhand von Versuchsreihen am T-Stoß, bei denen der Einfluss der charakteristischen Prozessschwankungen in der Herstellung auf die Nahtgeometrie abgebildet wird, und an Erprobungsversuchen realer Fahrwerksbauteile wird das Kerbspannungskonzept hinsichtlich seiner Eignung in verschiedenen Phasen des Produktentstehungsprozesses bewertet und seine Grenzen und Potentiale ausgewiesen. Alle Versuchsergebnisse zeigen bei Schweißstrukturen eine starke Abhängigkeit der Schwingfestigkeit von Nahtgeometrie und Belastungssituation. Je nach Art der Belastung können dabei ganz unterschiedliche Geometriegrößen einen starken Einfluss auf die Schwingfestigkeit haben. Verstärkt wird dies noch durch einen möglichen Wechsel des Anrissortes bei minimaler Änderung der Schweißnahtgeometrie. Insgesamt ist die Schweißnahtgeometrie folglich ein sehr komplexes System mit vielen Parametern, die auch unter konstanten Fertigungsbedingungen streuen können. Die genaue Kenntnis und Auswirkungen der Schweißnahtgeometrie sind daher für eine nicht konservative Schwingfestigkeitsbewertung unverzichtbar. Nur so kann das Leichtbaupotenzial von Stahl auch ausgenutzt werden. Die Anwendung des Kerbspannungskonzeptes hat sich dabei unter Berücksichtigung des spannungsmechanischen Größeneinflusses nach Neuber als ein robustes Bewertungskonzept erwiesen, was die Bewertung der geometrischen Einflussfaktoren angeht. So können durch eine geeignete Nachbildung von Fertigungseinflüssen die schwingfestigkeitsbestimmenden Geometriegrößen ermittelt und anschließend auf Simulationsmodelle übertragen werden. Damit ist eine Berücksichtigung der Schweißnahtgeometrie bereits in der Konzeptauslegung von Fahrwerkstrukturen möglich, was zu einer Verbesserung der Entwicklungsqualität führt. Auch in der Entwicklungsphase erlaubt das Kerbspannungskonzept die Unterstützung eines zielgerichteten Problemlösungsprozesses für Ausfälle von Schweißnähten bei Bauteilerprobungen.
The manufacturing process of chassis components causes variations in the formation of welded joints. In this case the variation of weld geometries and material properties have a direct effect on the dynamic strength of chassis components. But knowledge and quantification of those influences depend thereby on the particular phase of the product development process. In this context the notch stress concept is evaluated for its suitability in different phases of the product development process. To achieve that, tests are performed on T-joints, which reproduce the characteristic process variations in the manufacturing process, as well as on real chassis components. In the following, the limits and potentials of the notch stress concept are shown.
Anforderungen und Möglichkeiten der Lebensdauersimulation geschweißter Fahrwerksbauteile im Produktentstehungsprozess
Requirements and conditions of durability analysis of welded chassis components in the development process
2014
16 Seiten, Bilder, 20 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Springer Verlag | 2021
|Blechumformung im Produktentstehungsprozeß
Tema Archiv | 2000
|Produktentstehungsprozess bei Fahrzeuggetrieben
Springer Verlag | 2019
|Qualitätsregelkreise. Karosserierohbau im Produktentstehungsprozess
Tema Archiv | 2001
|