Verbesserte Abbildungsgenauigkeit bei der Simulation von Umformfügeverbindungen durch geeignete Kennwertermittlung

Bei Umformfügeprozessen, wie beispielsweise dem Clinchen oder dem Stanznieten werden im Verbindungsbereich sehr hohe Umformgrade von ?=2 und mehr erreicht. Um die Herausbildung der Verbindungen während des Fügeprozesses und die Eigenschaften der erzeugten Verbindungen in der FEM-Simulation realitätsnah abbilden zu können, benötigt man genaue Fließkurven für die jeweils zu verbindenden Werkstoffe bis zu diesen hohen Umformgraden. In einfachen Zugversuchen oder Stauchversuchen können nur Fließkurven bis zu Umformgraden von ??0,3 bis maximal ??0,8 ermittelt werden. Der weitere Verlauf der Fließkurve wird üblicherweise extrapoliert, wobei es oft zu größeren Abweichungen von der Realität kommt. Im vorliegenden Beitrag wird die Möglichkeit der Ermittlung von Fließkurven bis zu Umformgraden von ?>2 über Zugversuche an stufenweise vorverformten Proben vorgestellt. Es wird gezeigt, dass sich mit den so ermittelten Werkstoffdaten sowohl FEM-Simulationen der Herausbildung umformgefügter Verbindungen als auch FEM-Simulationen der Belastung dieser Verbindungen durchführen lassen, die einen sehr hohen Grad an Übereinstimmung mit experimentellen Vergleichsversuchen aufweisen. Durch geeignete Kennwertermittlung kann man also die Abbildungsgenauigkeit der FEM-Simulation von Umformfügeverbindungen soweit erhöhen, dass genaue Vorhersagen bzgl. der Verbindungsherausbildung, der übertragbaren Kräfte und des Versagensverhaltens möglich werden.