Holistische Methode zur elastischen Auslegung von geclinchten Bauteilen

Die Auslegung von gefügten Bauteilen ermöglicht die Produktion von Strukturbauteilen, welche teils aus sehr vielen Einzelteilen bestehen und durch eine hohe Anzahl von Fügepunkten verbunden sind. Die Eigenschaften der Einzelteile und die Prozessgrößen in der Fertigung unterliegen Schwankungen, die bei der Auslegung berücksichtigt werden müssen. Um diese Bauteile stets nach der Spezifikation zu liefern, werden die Prozesse gewöhnlich über die gesamte Prozesskette überwacht und das Bauteil überdimensioniert. Treten unvorhersehbare Störungen in der Prozesskette auf, kann das Bauteil nicht mehr weiter produziert werden. Entweder muss die Störung im Prozess behoben werden, was nicht immer möglich ist und die schon teils produzierte Charge muss vernichtet werden, oder der Teil der Prozesskette nach der Störung muss angepasst werden. Dies kann z.B. durch eine Änderungskonstruktion, wie der Anpassung der Fügepunktpositionen und der -anzahl, geschehen. In dieser Dissertation wurde eine Auslegungsmethode zur strukturellen elastischen Auslegung punktgefügter Bauteile entwickelt, mit der eine Anpassungskonstruktion, z.B. auf solche Störungen, möglich ist. Diese Methode basiert auf der Ausnutzung des Einflusses von geometrischen Bauteilgrößen, wie z.B. der Bauteildicke und der Fügepunktpositionierung, von veränderten Fügepunkteigenschaften sowie dem Verständnis zwischen Prozessgrößen und den erzeugten Fügepunkteigenschaften.

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The design of joined components enables the production of structural components, which consist of many individual parts and are combined by a large number of joining elements. Since the properties of the individual parts and the process parameters in manufacturing can scatter, the deviations must be considered in the design. To always deliver these components according to specification, the processes are usually monitored over the entire process chain and the component is over dimensioned. If unforeseeable disruptions occur in the process chain, the component can no longer be produced. Either the malfunction in the process must be rectified, which is not always possible, and the batch that has already been partially produced must be destroyed, or the part of the process chain after the malfunction needs to be adjusted. This can be done, for example, by changing the design, such as adjusting the joints positions and number. In this PhD thesis, a design method for structural elastic designing of point-joined components was developed. With that method a revised design can be defined, e.g. in order to meet unforeseeable disruptions in the process chain. This method is based on the utilization of the influence of geometric component parameters, such as component thickness and joint positioning, on changed joint properties as well as on the understanding between process parameters and the manufactured joint properties.