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FE-Simulation von thermischen Belastungen auf Schließringbolzenverbindungen in Stahl-Aluminium-Mischbauweise

FE-simulation of thermal loads on lockbolt connections in combined steel-aluminium joining processes
 
: Wanner, M.-C.; Al-Raheb, O.; Henkel, K.-M.

wt Werkstattstechnik online 94 (2004), Nr.10, S.562-565
http://www.technikwissen.de/wt/
ISSN: 1436-4980
ISSN: 1436-5006
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IPA ()
FE simulation; Schließringbolzen; thermische Belastung; Aluminium; Simulation; Stahl; Werkstoff; Werkstoffpaarung

Abstract
Für das Verbinden unterschiedlicher Werkstoffpaarungen sind mechanisch umformende Verbindungstechniken, beispielsweise Schließringbolzen (SRB), im Vergleich zum stoffschlüssigen Schweißen besonders geeignet. Schließringbolzen werden meist bei Umgebungstemperatur montiert. Bei thermischen Belastungen während des Einsatzes können für überwiegend reibschlüssige Schließringbolzenverbindungen Probleme durch Wärmedehneffekte bei Stahl-Aluminium-Mischverbindungen und der dadurch verursachten Änderung der Vorspannung auftreten. Berechnungsempfehlungen, Normen und Vorschriften stehen in diesem Fall nur eingeschränkt zur Verfügung oder fehlen komplett, so dass viele potentielle Anwendungen nicht realisiert werden können. Die Berechnungen zeigen, dass dei FE (Finite Elemente)-Simulation der mechanischen Verbindung unterschiedlicher Werkstoffe geeignet ist, die verschiedenen Spannungs- und Deformationszustände für praxisrelevante Proben- und Bauteilstrukturen mit hinreichender Genauigkeit und vertretbarem Rechenaufwand zu verifizieren.

 

Joining by mechanical forming technologies, e.g. lockbolts, are, in comparison with metallic welding, very well suitable for connecting different combinations of materials. Lockbolts are usually installed at ambient temperature. Because of thermal loads during the employment of predominantly friction continuity lockbolt assemblies, problems can occur due to heat strain effects in steel-aluminium combinations and thereby caused a change of the pretension. Computation references, norms and regulations for this case are only limited available or rather missing completely, so that many potential applications can not be realized. The computations show that FE-simulation of mechanical connections with different materials is suitable to verify the different stress and deformation conditions for pracitce-relevant specimens and cosntruction structures with sufficient accuracy and acceptable computation expenditure.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-24489.html