Zhang, Fan: Entwicklung eines neuen Widerstandsnietschweißverfahrens zur flexiblen und wirtschaftlichen Fertigung der Karosserie in der Al-Stahl-Mischbauweise. 2020
Inhalt
- Titelblatt
- Vorwort
- Zusammenfassung
- Abstract
- Inhaltsverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 2 Stand der Technik
- 2.1 Einteilung der Fügeverfahren
- 2.2 Mechanische Fügeverfahren
- 2.3 Fügen von Al und Stahl mittels Widerstandspunktschweißen
- 3 Widerstandnietschweißen
- 4 Entwicklung des WNS-Verfahrens auf Probenbasis
- 4.1 Ermittlung der Randbedingungen bei der Rohbaufertigung
- 4.2 Ermittlung der mechanischen Eigenschaften der HHSN-Verbindungen
- 4.2.1 Kombinationsmatrix über Fügeteilewerkstoffe
- 4.2.2 Auswahl und Eigenschaften der Fügeteilewerkstoffe
- 4.2.3 Herstellung der HHSN-Proben
- 4.2.4 Untersuchung der Fügbarkeit
- 4.2.5 Mechanische Prüfung der HHSN-Verbindungen
- 4.3 FEM-Auslegung und Optimierung des Nietprozesses
- 4.3.1 Grundauslegung des Nietprozesses
- 4.3.2 FEM-Modellierung des Nietprozesses
- 4.3.3 Optimierung des Nietprozesses
- 4.3.4 Validierung der FEM-Ergebnisse
- 4.4 Experimentelle Auslegung des Schweißprozesses für das WNS-Verfahren
- 4.4.1 Vorbereitung der Versuchsproben
- 4.4.2 Aufbau der Schweißversuche
- 4.4.3 Experimentelle Bestimmung der Schweißparameter
- 4.4.4 Analyse der Schweißverbindungen
- 4.5 Überprüfung der mechanischen Eigenschaften
- 4.5.1 Einfluss der Elektrodenposition auf die Scherzugfestigkeit
- 4.5.2 Vergleich der Scherzugfestigkeit der verschiedenen Nietgeometrien
- 4.5.3 Vergleich der Scher- und Schälzugfestigkeit zwischen WNS und HHSN
- 4.6 Korrosionsversuche
- 5 Erprobung des WNS-Verfahrens zur Fertigung einer Teildachstruktur
- 5.1 Entwicklung der Werkzeuge zur Fertigung der Teildachstruktur und Einbringung der Stahlniete
- 5.1.1 Bestimmung der Operationsfolge für die Teildachstruktur
- 5.1.2 Entwicklung und Bau eins Ziehwerkzeugs zur Fertigung des Teildachs aus Al
- 5.1.3 Entwicklung und Bau eines Nietwerkzeugs zur Einbringung der Stahlniete ins Al-Teildach
- 5.2 Entwicklung eines automatisierten Schweißprozesses zur Fertigung der Al-Stahl-Teildachstruktur
- 6 Modellierung der WNS-Verbindungen in der Crash-Simulation
- 6.1 Crash-Modellierung der punktförmigen Verbindung in LS-DYNA
- 6.1.1 FE-Modellierung der punktförmigen Verbindung
- 6.1.2 MAT_100_DA in LS-DYNA
- 6.1.3 Vorgehensweise der Parameterbestimmung zur Crash-Modellierung
- 6.2 Charakterisierung der Verbindungseigenschaft mittels KS-II-Versuche
- 6.3 Kalibrierung der Parameter in LS-DYNA
- 6.4 Validierung der kalibrierten Parameter
- 7 Zusammenfassung und Ausblick
- 8 Literaturverzeichnis
- 9 Anhang
- 9.1 Halbhohlstanzniet und Dornmatrize
- 9.2 Bewertung der Fügequalität von HHSN
- 9.3 Mechanische Prüfungen für HHSN-Verbindung
- 9.4 FEM-Modellierung der Nieteinbringung
- 9.5 Validierung der FEM-Ergebnisse
- 9.6 Experimentelle Auslegung des Schweißprozesses
- 9.7 Überprüfung der mechanischen Eigenschaften der WNS-Verbindungen
- 9.8 Kalibrierung der Parameter in LS-DYNA
- 9.9 Validierung der kalibrierten Parameter