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Grundsätze der Forschungsplanung
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Die sichere und wirtschaftliche Nutzung gefügter Bauteile und daraus gefertigte Produkte erfordert eine
optimale konstruktive Gestaltung und eine ausreichende Festigkeit. Um dieses zu gewährleisten, werden
einerseits Gestaltungsregeln für die Konstruktion und andererseits Auslegungsverfahren für die Dimensionierung
bzw. für den Festigkeitsnachweis von gefügten Bauteilen benötigt. Dabei sind die im Betrieb auftretenden
Belastungen und Einwirkungen ausreichend zu berücksichtigen. Mit den durch den Fachausschuss angeregten
und betreuten Forschungsarbeiten sollen die Grundlagen und Möglichkeiten hierfür weiterentwickelt werden.
Dies beinhaltet auch die Erstellung von Vorschlägen für Regelwerke und Grundlagen für künftige
Softwareentwicklungen.
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Forschungsfelder
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Folgende Problembereiche werden in den Forschungsvorhaben im Fachausschuss bearbeitet:
- Die konstruktive Ausbildung von gefügten Bauteilen, d.h. Entwicklung bzw. Erweiterung von Vorgehensweisen
zur Konstruktion und die Erarbeitung bzw. Ableitung von Gestaltungsgrundsätzen und –regeln;
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- Die Auslegung gefügter Bauteile, d.h. die Entwicklung von Berechnungsverfahren zur Beanspruchungsermittlung,
die Ermittlung von Beanspruchbarkeiten und die Weiterentwicklung von Konzepten für den
Festigkeitsnachweis;
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- Die Simulation von Fügeprozessen zur Ermittlung mechanischer Auswirkungen, welche die prozessbedingte
Verformungen, die Eigenspannungen und deren Auswirkung auf die Beanspruchbarkeit sowie mechanische
Eigenschaften bzw. Materialkennwerte der Fügezone für die Festigkeitsauslegung umfasst.
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Schwerpunktthemen
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Anwendbarkeit von Festigkeitskonzepten für die Auslegung schwingbelasteter gefügter Bauteile für:
- linienförmig geschweißte Verbindungen (Vergleichbarkeit von Nenn-, Struktur-, Kerbspannungs- und
Bruchmechanikkonzept - „Festigkeits-Cluster”)
- punktförmige Verbindungen (mechanisch gefügte Bauteile, Punktschweißungen) mit analogen Untersuchungen
wie bei den linienförmigen geschweißten Verbindungen
- Erstellung von Auslegungsgrundlagen für schwingbelastete geschweißte Bauteile aus Mg-Legierungen,
crashbelastete gefügte Strukturen, mehrachsig, nicht phasengleich belastete Fügeverbindungen,
Klebverbindungen, gefügte Bauteile aus höherfesten und hochfesten Stählen
- Systematische Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Festigkeit und Fertigungsqualität
- Simulation des Fügeprozesses von realen Bauteilverbindungen zur Ermittlung von prozessbedingten
Verformungen (Verzugsminimierung) und Eigenspannungen und zu deren Auswirkungen auf die Festigkeit
- Problemstellungen zum Werkstoffverhalten bei schwingbeanspruchten Al-Schweißverbindungen
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