ISBN 9783843928670

978-3-8439-2867-0, Reihe Ingenieurwissenschaften

Sascha Müller
Kerbfestigkeitsanalyse nietgefügter Faserverbund- und Metallkomponenten unter Berücksichtigung richtungsabhängiger lokaler Versagensmechanismen

145 Seiten, Dissertation Technische Universität Chemnitz (2016), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Bauteile und Baugruppen in beanspruchungsgerechter Mischbauweise erlauben die positiven Eigenschaften der beteiligten Werkstoffe optimal zu nutzen und so das Leichtbaupotential zu erhöhen. Ein Schlüssel für die erfolgreiche und effiziente Ausführung dieser Bauweise ist die Auswahl geeigneter Fügeverfahren. Für das Fügen von flächenförmigen Halbzeugen bietet beispielsweise das Halbhohlstanznieten (sog. self-pierce riveting) zahlreiche Vorteile. Damit lassen sich verschiedene Werkstoffe ohne Vorbohren schnell und reproduzierbar miteinander verbinden. Obwohl dieses Verfahren zum Fügen von spröden Werkstoffen nur bedingt geeignet ist, wurde das Halbhohlstanznieten zum Fügen von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) mit Aluminiumblechen erfolgreich eingesetzt, indem der spröde FKV über dem duktilen Fügepartner Aluminium angeordnet ist. Diese Idee wird in der vorliegenden Arbeit aufgegriffen und mit Hilfe analytischer und numerischer Berechnungsmethoden untersucht. Die dabei erzielten Ergebnisse geben Aufschluss über die inneren Beanspruchungen im Bereich der Fügestelle. Darüber hinaus wird das mechanische Verhalten von Halbhohlstanzniet-Verbindungen zwischen kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) und Aluminiumblechen unter verschiedenen quasi-statischen, dynamischen und medialen Belastungen experimentell charakterisiert. Sowohl die theoretischen als auch die experimentell gewonnenen Erkenntnisse erhöhen das Verständnis über wirkende Versagensmechanismen, die dem in der Praxis arbeitenden Faserverbundingenieur wertvolle Hinweise zur Gestaltung punktförmiger Verbindungen zwischen Faserverbund- und Metallkomponenten liefern.