Bewertung und Auslegung von Faserverbundkunststoff-Metall-Fügeverbindungen

Zur Erzielung optimaler Produkteigenschaften werden häufig FVK- und Metallkomponenten geeignet kombiniert. Für hoch beanspruchte Strukturen werden mechanische Fügeverfahren wie das Nieten und das Schrauben bevorzugt, die aus der Anwendung von Metall/Metall-Bolzenverbindungen her bekannt sind. "Einfache" Auslegungsregeln insbesondere für FVK/Metall-Nietverbindungen sind zur Zeit nicht verfügbar. Eine zuverlässige Bewertung der Festigkeit der Fügeverbindung unter definierter äußerer Belastungen ist mittels eines am IWMH entwickelten Bewertungskonzeptes möglich. Im Rahmen einer globalen Spannungsanalyse, welche im Vorfeld der konstruktiven Auslegung des Bauteils durchgeführt wird, werden die Schnittkräfte in einer Umgebung der interessierenden Fügestelle ermittelt. Die Schnittkräfte der globalen Spannungsanalyse als Randwerte sowie Angaben zur Fügeverbindung (Geometrie, Materialkennwerte) und zum Laminat (Typedicken, Stapelfolge, Steifigkeiten und Festigkeiten der Einzellagen u. a.) werden in die Bewertungssoftware eingegeben. Das Bewertungssystem führt eine Analyse der Festigkeit der Fügeverbindung für den definierten lokalen Ausschnitt durch. Aus Ergebnissen dieser Analysen lassen sich Empfehlungen ableiten, die dem Konstrukteur eine gezielte Werkstoffauswahl ermöglichen und bei der Bauteilentwicklung und deren Auslegung und Optimierung hilfreich sind.