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Versagensmodellierung von Punktschweiß- und Klebverbindungen unter Crashbelastung*

  • Silke Sommer , Florence Andrieux , Dieter Memhard and Dong-Zhi Sun
Published/Copyright: May 28, 2013
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Materials Testing
From the journal Materials Testing Volume 51 Issue 1-2

Kurzfassung

Die Voraussetzungen für eine zuverlässige und realisierbare Beschreibung des Versagens von Punktschweiß- und Klebverbindungen in Crashsimulationen sind die Bereitstellung von speziellen Elementen für Schweißpunkte und Kleber, sogenannte Finite-Elemente-(FE-)Ersatzmodelle und die Ermittlung von Eingangsdaten für diese Ersatzmodelle. Für Punktschweißverbindungen wurden ein einfaches, effizientes Ersatzmodell und ein Verfahren zur Bestimmung der Versagensparameter entwickelt. Zur Modellierung von Klebverbindungen wurde ein kompressibles, viskoplastisches Materialmodell mit Versagensmodellierung nach Johnson-Cook implementiert, dessen Parameter durch Substanz- und Verbindungsproben bestimmt und für die Ersatzmodellierung kalibriert wurden. Verifiziert wurden beide Modelle durch die Simulation von Versuchen mit punktgeschweißten und geklebten bauteilähnlichen Proben.

Abstract

Modelling of Fracture Behaviour of Spot Welds and Adhesive Joints Under Crash Loading. It is impossible to model spot welds of a body in white in an explicit Finite Element calculation in detail because of the huge amount and the small dimensions of spot welds. Therefore simplified spot weld elements are used for a reliable and practicable modelling. The load-carrying capacities of spot welds under different loadings (lap-shear, pure tension, coach peel) are used for calibration of the damage parameters. For modelling of adhesive joints a material model based on the Fleck model was extended by the strain rate behaviour of yielding and fracture strain of the Johnson-Cook model. The model parameters were determined by simulation of tests on pure adhesive as well as on glued specimens. For crash simulation the model is calibrated to the thickness of the adhesive layer and verified by simulation component test.

*

Dieser Beitrag erschien bereits im DVM-Bericht 675 — Leichtbaustrategien.

Dipl.-Phys. Silke Sommer, geb. 1971, studierte an der RWTH Aachen Physik und ist seit dem Jahr 2000 als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik in Freiburg im Bereich „Crashsicherheit und Schädigungsmechanik‟ tätig.

Dr.-Ing. Florence Andrieux, geb. 1967, studierte und promovierte an der Compiegne Universität in Frankreich (U:T:C) und ist seit dem Jahr 2000 als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik in Freiburg im Bereich „Crashsicherheit und Schädigungsmechanik‟ tätig.

Dr. Dieter Memhard, geb. 1951, studierte Bauingenieurwesen an der FH Trier und Werkstoffwissenschaften an der RWTH Aachen. Nach der Promotion wechselte er als wissenschaftlicher Mitarbeiter zum Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik in Freiburg und ist seit 2000 im Bereich „Crashsicherheit und Schädigungsmechanik‟ tätig.

Dr.-Ing. Dong-Zhi Sun, geb. 1953, studierte an der Beijing Universität für Wissenschaft und Technik mit Abschluss von Master of Science, promovierte an der RWTH Aachen und ist seit 2000 Leiter des Leistungsbereichs „Crashsicherheit, Schädigungsmechanik‟ am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik in Freiburg.

Literatur

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Online erschienen: 2013-05-28
Erschienen im Druck: 2009-02-01

© 2009, Carl Hanser Verlag, München

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  1. Inhalt/Contents
  2. Inhalt
  3. Vorwort/Editorial
  4. DVM-Tag Leichtbaustrategien
  5. Fachbeiträge/Technical Contributions
  6. Versagensmodellierung von Punktschweiß- und Klebverbindungen unter Crashbelastung*
  7. Einsatz von Simulationswerkzeugen in der Entwicklungskette von ultrahochfesten warmgeformten Strukturkomponenten im Fahrzeugleichtbau*
  8. Untersuchung von Faserverbund-Sandwich- Strukturen mit armierten Krafteinleitungsstellen*
  9. Schadenstoleranz- und Lebensdauernachweise von Hubschrauberfaserverbundrotoren*
  10. Wirtschaftliche Fahrzeugleichtbaukonzepte großer Baureihen*
  11. Mischbau und Funktionstrennung im Automobilbau*
  12. CO2-Potenzial durch Leichtbau beim PKW*
  13. Bauteilprüfung im Entwicklungs- und Validierungsprozess für Kunststoffteile in Leichtbauweise*
  14. Langzeiterfassung seegangsinduzierter Schiffsbewegungen*
  15. Simulation kundennaher Betriebslasten für Fahrwerkkomponenten*
  16. Vorschau/Preview
  17. Vorschau
https://doi.org/10.3139/120.110004

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