Charakterisierung und Modellierung von Punktschweißverbindungen in pressgehärteten Bauteilen für die Crashsimulation

In dieser Arbeit werden Charakterisierungs- und Simulationsmethoden für das Versagensverhalten von punktgeschweißten Komponenten aus ultrahochfesten, borlegierten Stählen vorgestellt. Es wird ein Ersatzmodell für diese Punktschweißverbindungen beschrieben, das neben dem reinen Schweißpunktversagen wie Abscheren und Ausknöpfen auch die auftretende Rissbildung in der Erweichungszone um den Schweißpunkt, den Rissfortschritt in die Bauteile und dessen Auswirkungen auf das Bauteilverhalten beschreiben kann. Hierzu wurden das Verformungs- und Versagensverhalten von verschiedenen Punktschweißverbindungen aus einem pressgehärteten, borlegierten Stahl mit Berücksichtigung der Einflüsse des Belastungstyps (z.B. Scher-, Normal- und kombinierte Belastung) und -geschwindigkeit (quasistatisch und schlagartig) untersucht. Da diese Stähle häufig auch in Verbindungen mit niederfesteren Stählen z.B. bei B-Säulen im Mehrschalenaufbau eingesetzt werden, wurden auch ungleichartige Paarungen von ultrahochfesten und mikrolegierten Stählen untersucht. Diese Charakterisierungsversuche bilden die Basis des Ersatzmodells für die Punktschweißverbindung in ultrahochfesten Stählen mit Einbeziehung der Rissbildung im umgebenden Blech durch Schädigungsmodellierung. Das Ersatzmodell wurde validiert durch Simulation eines speziell hierfür entwickelten Musterbauteilversuchs, bei dem unter einfachen Versuchsrandbedingungen die Rissbildung in der Erweichungszone gezielt eingestellt werden kann.