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Februar 2015
Florian Hessing
Entwicklung einer Kennwertprognose für mit Blindnietelementen elementar gefügte CFK-Mischbauverbindungen auf Basis von experimentellen Untersuchungen
Das Nieten als mechanisches Verbindungsverfahren gewinnt in der Fahrzeugendmontage an Bedeutung. Vor dem Hintergrund von zukünftigen Elektromobilen mit Karosseriestrukturen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) soll das Nieten mit Blindnieten und Blindnietfunktionselementen untersucht werden.
Damit das Verfahren für diese neuen Fahrzeuge verwendet werden kann, sind neben Blindnietelementen, die für den Einsatz in CFK geeignet sind, genaue Kenntnisse über die mechanischen Kennwerte und das Versagensverhalten dieser Verbindungen erforderlich.
Ziel der Arbeit war es, die Eignung von Blindnietelementen für CFK nachzuweisen, ihre mechanischen Kennwerte im Verbund mit multiaxialem, duromerem CFK zu bestimmen, das Versagen zu beurteilen und eine Beziehung zu formulieren, die eine Prognose der mechanischen Verbindungskennwerte ermöglicht.
Hierzu wurden im experimentellen Teil der Arbeit unterschiedliche Versuchsreihen durchgeführt. Im ersten Teil wurden die mechanischen Kennwerte von Blindnietelementen verschiedener Größen bestimmt, im zweiten Teil die Auswirkungen von aus dem Fahrzeugleben bekannten Störgrößen auf diese Kennwerte. Basierend auf den Erkenntnissen konnte eine Prognoseformel erstellt und überprüft werden.
Damit das Verfahren für diese neuen Fahrzeuge verwendet werden kann, sind neben Blindnietelementen, die für den Einsatz in CFK geeignet sind, genaue Kenntnisse über die mechanischen Kennwerte und das Versagensverhalten dieser Verbindungen erforderlich.
Ziel der Arbeit war es, die Eignung von Blindnietelementen für CFK nachzuweisen, ihre mechanischen Kennwerte im Verbund mit multiaxialem, duromerem CFK zu bestimmen, das Versagen zu beurteilen und eine Beziehung zu formulieren, die eine Prognose der mechanischen Verbindungskennwerte ermöglicht.
Hierzu wurden im experimentellen Teil der Arbeit unterschiedliche Versuchsreihen durchgeführt. Im ersten Teil wurden die mechanischen Kennwerte von Blindnietelementen verschiedener Größen bestimmt, im zweiten Teil die Auswirkungen von aus dem Fahrzeugleben bekannten Störgrößen auf diese Kennwerte. Basierend auf den Erkenntnissen konnte eine Prognoseformel erstellt und überprüft werden.
Schlagwörter: CFK; Blindniet; Blindnietmuttern; Blindnietfunktionselemente; FVK; FKV; mechanische Kennwerte
Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Ortwin Hahn und Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut, Paderborn
Band 109
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Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
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