Eigenschaftsbestimmung, Weiterentwicklung und Erweiterung des Anwendungsfeldes von Flach-Clinch-Verbindungen

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Die Antragstellung erfolgt aus der Sicht immer neuer Anwendungen der mechanischen Fügetechnik und baut auf eigenen Forschungsergebnissen zur praktischen Umsetzung und der numerischen Simulation traditioneller mechanischer Fügepunkte auf. Ein signifikanter Nachteil dieser Fügepunkte - der eingeschränkte Einsatz dieser Verbindungen an Sicht- und insbesondere Funktionsflächen - wurde vor einigen Jahren mit der so genannten IFS-Flachpunktverbindung überwunden, die von der Antrag stellenden Professur Schweißtechnik entwickelt wurde. Bisher erfolgten aber keine systematischen, durch numerische Methoden unterstützten, Untersuchungen zur Optimierung der Verbindungen sowie der Fügekinematik und der Werkzeuge für die Herstellung von Flachpunktverbindungen. Im Projekt soll diese Lücke geschlossen werden. Durch spezielle Werkzeugkinematiken (taumelnde und rosettenbahnförmige Bewegung) können sowohl die Werkzeugbelastungen reduziert als auch die Verbindungseigenschaften verbessert werden. Es ist deshalb ein wesentliches Ziel des Projektes, diese nichtlinearen Werkzeugbewegungen mit der Finiten-Elemente-Methode zu modellieren und die Auswirkungen dieser Werkzeugkinematiken auf die Ausbildung und Eigenschaften von Flachpunktverbindungen zu berechnen. Nach umfassender Kalibrierung der FE-Modelle anhand von Experimenten erfolgen systematische Untersuchungen zur gezielten Steuerung des Werkstoffflusses innerhalb der Verbindung und zur Entwicklung optimierter sowie neuer Werkzeugkinematiken. Ausgewählte Kinematiken sollen durch praktische Versuche überprüft werden.