Zur Erfüllung der Steifigkeitsanforderungen und Festigkeitsanforderungen trägt neben den Bauteilen selbst sehr wesentlich auch deren Verbindung bei. Neben thermischen und mechanischen Fügeverfahren wird zunehmend nicht nur eine Kombination dieser Verfahren mit dem Kleben, sondern das Kleben als eigenständiges Fügeverfahren zum Verbinden der Bauteile ausgewählt. Thermische oder mechanische Fügeelemente werden in diesem Fall zum Fixieren bis zur Aushärtung des Klebers verwendet. In der Entwicklung wird somit für die Auslegung, die heute zunehmend im Sinne virtueller Erprobung erfolgt, d.h. wesentlich auf Simulationsbasis durchgeführt wird, eine Simulationsmöglichkeit auch für geklebte Verbindungen notwendig. Nur damit kann den Anforderungen aufgrund der kurzen Entwicklungszeiten Rechnung getragen werden. Im Bericht wird eine Vorgehensweise zur Lebensdauerabschätzung von geklebten Stahlbauteilen vorgestellt. Diese wurde auf der Basis von schwingender Belastung entwickelt und auf die im Automobilbereich auftretenden Belastungen mit variabler Amplitude erweitert. Die Abbildung der Klebeverbindung erfolgt im FE-Modell durch eine Schicht von Hexaeder-Elementen, die mit Koppelelementen an das FE-Netz der Bauteile verbunden werden. Daß heißt, auch hier kommt analog zu den punktförmigen Verbindungen eine netzunabhängige Modellierung der Klebeverbindung zum Einsatz. Dabei werden die geometrischen Abmessungen der Klebeverbindung ebenso berücksichtigt wie ihre physikalischen Eigenschaften, wobei diesbezüglich eine Wechselwirkung gegeben ist. In weiterer Folge werden die Spannungen in den Hexaederelementen aus der FE-Rechnung als Basis für die Lebensdauerabschätzung verwendet. Als Beanspruchungskriterium wird die Vergleichsspannung entsprechend der Formulierung nach Professor Schlimmer herangezogen. Darüber hinaus kommt ein spezielles Werkstoffmodell zum Einsatz, mit welchem die Eigenschaften der Klebeverbindung einen wesentlichen Parameter darstellt, in geeigneter Weise berücksichtigt. Dieser Ablauf ist in der Software FEMSITE umgesetzt und steht für die Anwendung zur Verfügung. Die Gegenüberstellung der Ergebnisse der Lebensdauerabschätzung zu den Versuchsergebnissen, die mit verschiedenen Probenformen durchgeführt wurden, zeigt eine sehr gute Übereinstimmung bei den aufgebrachten Belastungen. Die Weiterführung der Validierung mit variablen Amplituden ist als nächster Schritt vorgesehen.
Lebensdauerabschätzung von geklebten Stahlbauteilen. Mit dem Fokus der Anwendung im Fahrzeugbau
2010
13 Seiten, 9 Bilder, 5 Quellen
Conference paper
German
Lebensdauerabschatzung von geklebten Stahlbauteilen
British Library Conference Proceedings | 2010
|Lebensdauerabschaetzung von geklebten Stahlbauteilen
Automotive engineering | 2010
|Technologie der geklebten Uebermasspassungen bei hochfesten Wellen-Neben-Verbindungen im Fahrzeugbau
Automotive engineering | 1991
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