Methodenentwicklung zur Charakterisierung und Modellierung des Reib- und Schädigungsverhaltens in Clinchprozessen

Von:

Max Böhnke

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Die Prognose der Fügbarkeit von Clinchverbindungen in wandlungsfähigen Prozessketten setzt die realitätsnahe Modellierung des Fügeprozesses voraus. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist daher die Erarbeitung kombinierter experimenteller und numerischer Methoden, mit denen die Fügepunkteigenschaften geclinchter Verbindungen charakterisiert und modelliert werden können. Dabei steht die Analyse der zugrunde liegenden Ursache-Wirkungs-Beziehungen insbesondere im Hinblick auf das prozessspezifische Reib- und Schädigungsverhalten im Fokus der Untersuchungen. Zu diesem Zweck werden numerische Analysen fügeprozess-spezifischer Einflussgrößen durchgeführt und daraus experimentelle Prüfmethoden zur fügeprozessnahen Charakterisierung des Reib- und Schädigungsverhaltens von Blechwerkstoffen abgeleitet. Nach der Qualifizierung der Methoden für weiterführende Untersuchungen folgen experimentelle Analysen, aus denen ein prozessparameter-abhängiges Reibmodell erarbeitet bzw. ein bestehendes Schädigungsmodell kalibriert wird. Die Verifizierung der Modelle erfolgt anhand der Modellierung der technologischen Versuche. Anschließend erfolgt die Validierung der erarbeiteten Methoden anhand ihrer Anwendung in Clinchprozesssimulationen und des Abgleichs mit experimentellen Ergebnissen. Die Steigerung der Prognosegüte wird anhand des Abgleichs mit konventionellen Reibmodellen bzw. Kalibriermethoden für Schädigungsmodelle nachgewiesen.