Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Normative Neukonzeption der Berechnung von Passfederverbindungen - DIN 6892 - auf Basis eines funktionellen Versagenskriteriums

Die Praxis zeigt, dass die aktuelle DIN 6892 die Tragfähigkeit von PFV zumeist unterbewertet. Basierend auf dem im Vorlaufvorhaben neu eingeführten Versagenskriterium, zulässige plastische Nutaufweitung, soll die Tragfähigkeit beanspruchungsgerechter abgeschätzt werden. Dazu muss die derzeit als konstant angenommene Nutaufweitung trotz unvollständiger geometrischer Ähnlichkeit in ein allgemeingültiges Versagenskriterium überführt werden. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Neujustierung des in DIN 6892 implementierten Tragfähigkeitsnachweises auf Basis der plastischen Nutaufweitung.

Herausfordernd ist dabei die Parametervielfalt von PFV, welche eine rein aus Versuchen abgeleitete Bewertungsmethode unmöglich macht. Dieser Umstand soll durch eine FE-basierte Berechnungsmethode behoben werden, welche die von Einlauf- und Verfestigungsvorgängen geprägte Nutaufweitung abbildet. Dazu ist die differenzierte Beschreibung der plastischen Verfestigungsvorgänge in den FE-Materialmodellen erforderlich.Aufbauend auf diesen, an experimentellen Ergebnissen validierten FE-Modellen, kann eine umfangreiche numerische Parameterstudie erfolgen, die die Allgemeingültigkeit der Berechnungsmethode garantiert. Basierend auf der Parameterstudie wird ein Berechnungsmodell zur Tragfähigkeitsberechnung von PFV analog Methode B der aktuellen DIN 6892 mit dem neuen Grenzkriterium (Nutaufweitung) abgeleitet. Resultierend aus dieser Vorgehensweise steht zudem eine FE-basierte Berechnungsmethode für PFV zur Verfügung, die einen Gültigkeitsanspruch für verschiedenste Geometrien und Belastungen hat und anwendergerecht über eine Guideline in Methode A der neu zu konzipierenden DIN 6892 überführt werden soll.Mit der Neukonzeptionierung der DIN 6892 verfügen die in der Antriebstechnik tätigen, vielfach mittelständischen Unternehmen über fundierte Berechnungsgrundlagen, die ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit durch eine höhere Leistungsdichte der hier adressierten Produkte markant verbessern.