Untersuchungen zum methodenbasierten Prozessverständnis des radialsymmetrischen Schneidclinchens

Der Schneidclinchprozess wurde in seinen Teilbereichen des Fügeprozessablaufs, der geometrischen Fügezonenmerkmale und der Tragfähigkeit der Clinchverbindungen untersucht. Dabei unterstützte vor allem die numerische Simulation des Fügeprozessablaufes, Aspekte des Verfahrens zu untersuchen, die im Experimentellen verborgen geblieben wären. In der Charakteristik des Prozessablaufes konnten werkzeug- und fügeteilseitige Einflussfaktoren aufgedeckt werden. Besonders die numerische Abbildung des Fügeprozessablaufes hat die Mechanismen der einzelnen Aktivelement-Kinematiken aufzeigen können. Diese Erkenntnisse können einer in situ Prozessüberwachung helfen, einen fehlerhaften Fügeprozessablauf zu erkennen. Die Simulation mit implementiertem, makromechanischem Bruchkriterium konnte Effekte beschreiben, die im Experiment nicht abbildbar sind. Als analytische Methode, um die Werkstoffverdrängung durch Werkzeuganpassung aus der Fügezone beschreiben zu können, dient das mittels CAD definierte Fügevolumen, mit dem die Wirksamkeit einer Deformationsreduktion nachgewiesen werden kann. Im Rahmen der experimentellen Untersuchungen hat sich vor allem gezeigt, dass die Schneidclinchverbindungen vergleichbare Belastungen wie Clinchverbindungen mit Vorloch ertragen können. Mit den Untersuchungen zur Verdrehsicherheit der Verbindung wurde eine Methode zur Bewertung ihrer Handhabungsbelastungsfähigkeit entwickelt.