Technische Universität Dresden
Das Clinchen gehört zu den umformtechnischen Fügeverfahren und beruht auf der Kaltumformung der Fügepartner mittels Stempel und Matrize. Die Geometrie des Clinchpunkts bewirkt eine lokale Spannungsüberhöhung und beeinflusst das Ermüdungsverhalten der gefügten Struktur. Die Wechselwirkung aus geometrischer Kerbe und lokalem Umformgrad und daraus resultierendem Werkstoffgefüge und deren Einfluss auf die Ermüdungsrissinitiierung ist nicht zuletzt aufgrund der großen Variantenvielfalt der Verbindungsstelle bisher unzureichend erforscht. Für ein verbessertes Verständnis des Ermüdungsverhaltens ist die zeitliche und räumliche Auflösung der Rissinitiierung von entscheidender Bedeutung. Ist der zu erwartende Anrissort für eine unmittelbare visuelle Beobachtung nicht zugänglich kommen in der Ermüdungsprüfung klassisch Kraft-, Dehnungs- und Frequenzüberwachungen als Indikatoren für die Rissinitiierung zum Einsatz. Diese Methoden erlauben jedoch keine Lokalisierung der Rissinitiierung. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wird untersucht wie die Rissinitiierung während der Ermüdungsprüfung durch Kombination der Thermografie und Schallemissionsanalyse zeitlich und räumlich hochauflösend detektiert werden kann. Hierzu werden artgleiche Aluminium-Clinchverbindungen mit verschiedenen Clinchpunktgeometrien zyklisch belastet und unter Nutzung einer Thermokamera und eines Scanning Laser-Doppler-Vibrometers der Schädigungsverlauf untersucht. Die Auswertung der thermografischen Differenzbilder und der Schallschnelle korrelieren mit den erkennbaren Halsrissen. Die Ergebnisse zeigen somit zum einen die Möglichkeit der Rissdetektion durch beide Methoden, zum anderen die Grenzen und Herausforderungen beider Verfahren.
Manuskript
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