Festigkeitshypothesen zum Schwingfestigkeitsverhalten von dünnwandigen Laserstrahlschweißverbindungen aus Aluminium unter mehrachsigen Beanspruchungen mit konstanten und veränderlichen Hauptspannungsrichtungen

• Applicant: Professor Dr. Cetin Morris Sonsino
• Subject Area: Production Automation and Assembly Technology
• Term: from 2006 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 13470892

Aufgrund der Leichtbaumöglichkeiten durch das Laserstrahlschweißen gewinnt in verschiedenen Sparten der Technik diese Fügetechnologie, insbesondere bei der Anwendung von Aluminium, immer mehr an Bedeutung. In verschiedenen Projekten wurden Untersuchungen an laserstrahlgeschweißten Feinblechverbindungen nur unter einaxialer und einstufiger Belastung durchgeführt und Berechnungsmethoden entwickelt. Für die unter komplexen mehrachsigen Belastung auftretenden Beanspruchungen mit veränderlichen Hauptspannungsrichtungen sind aber für laserstrahlgeschweißte Verbindungen noch keine Festigkeitshypothesen bekannt. Es ist, wie bei MIG/WIG-Grobblechverbindungen bereits festgestellt, davon auszugehen, dass auch bei komplex belasteten Laserstrahlschweißverbindungen die konventionellen Hypothesen versagen werden. Gültige Hypothesen sollen im Rahmen dieses Projektes auf der Basis des Kerbspannungskonzeptes mit einem fiktiven Radius entwickelt werden. Der größte Teil von Laserstrahlschweißverbindungen wird als Überlappstöße ausgeführt, wodurch für die Berechnung eine größere Herausforderung durch die versagenskritische Stelle gegeben ist, als bei Stumpfstößen. Deshalb sollen die Untersuchungen für diese Art von Verbindungen unter reiner Axialbelastung, reiner Torsion und kombinierter phasengleicher (konstante Hauptspannungsrichtungen) sowie kombinierter phasenverschobener Axial- und Torsionsbelastung (veränderliche Hauptspannungsrichtungen) sowohl mit konstanten als auch mit variablen Amplituden durchgeführt werden. Um mögliche Werkstoffeinflüsse auf das Festigkeitsverhalten erfassen zu können, sollen zwei im Gefüge unterschiedliche Legierungen, nämlich die naturharte AlMg4,5Mn und die ausgehärtete AISI1 Mg 0,7 T6, untersucht werden.

• DFG Programme: Research Grants