Ersatzmodellenentwicklung zur Berücksichtigung der lokalen Fügeelementkinematik in mechanisch gefügten Verbindungen für die Bauteilauslegung im stahl-intensiven Karosseriebau

Dieser Vortrag beschäftigt sich mit der lokalen Kinematik von Fügeelementen in mechanisch gefügten Verbindungen unter Zugbelastung. Die Kinematik des Fügeelements hat einen entscheidenden Einfluss auf den Versagensmechanismus und damit auf die Energieaufnahme und Tragfähigkeit der Verbindung. Eine korrekte Prognose der Kinematik der Fügeelements ist somit von entscheidender Wichtigkeit, wenn das Trag- und Versagensverhalten wiedergegeben werden soll. Der Vortrag umfasst einen numerischen Teil und einen experimentellen Teil. Auf Seiten der numerischen Simulation werden Ergebnisse der Modellierung des Deformations- und Versagensverhaltens der untersuchten Blechwerkstoffe gezeigt. Auf experimenteller Seite wird anhand von Verbindungscharakterisierungsversuchen der Einfluss des Decklagenwerkstoffes sowie artfremder Werkstoffe in der Basislage auf die Fügeelementkinematik und den Versagensmechanismus analysiert. Die Ermittlung der Fügelementkinematik erfolgt dabei mittels optischer Messungen auf dem Fügeelementkopf. Weiterhin werden Ergebnisse aus Stufenzugversuchen, metallographischen Schliffbilduntersuchungen und in-situ CT-Analysen vorgestellt, die zur Ermittlung der Fügeelementkinematik eingesetzt werden. Die unterschiedlichen Methoden zur Erfassung der Fügeelementkinematik unter Zugbelastung werden anschließend miteinander verglichen und bewertet. Die Ergebnisse der Verbindungscharakterisierungsversuche werden schließlich zur Entwicklung von Prognosefunktionen zur Abbildung der Fügeelementkinematik, des Versagensmechanismus und der Maximalkraft in Abhängigkeit des Decklagenwerkstoffes verwendet. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wird im weiteren Projektverlauf ein bestehender Ansatz für die Ersatzmodellierung von mechanisch gefügten Verbindungen hinsichtlich der Berücksichtigung der lokalen Fügeelementkinematik erweitert.