Experimentelle und numerische Untersuchung desSetzprozesses von Schließringbolzen im Flugzeugbau

Abstract

Im Flugzeugbau werden heutzutage zur Montage hochbeanspruchter Bauteile überwiegend Nietverfahren angewendet. Bei der Herstellung eines mittleren Passagierflugzeuges werden bereits über eine Million Niete verwendet. Bei der Airbus Deutschland GmbH wird unter anderem das sog. Lockbolt-System eingesetzt. Eine derartige Verbindung besteht aus einem Schließringbolzen (Lockbolt) und einem Schließring (Collar). Durch Umformen des Schließrings in entsprechende Verriegelungsrillen des Bolzens wird eine kraft- und formschlüssige Verbindung erzeugt. Vor der Einführung neuer Verbindungselemente in der Flugzeugmontage wird grundsätzlich eine Überprüfung dieser Systeme durchgeführt, welche heutzutage fast ausschließlich experimentell ermittelt wird, da genaue Simulationstools zurzeit nicht vorhanden sind. Diese Methode ist allerdings sehr zeit- und kostenaufwendig. Eine FEM-Simulation soll deshalb eingesetzt werden, um die Verbindungselemente zu optimieren und den Testaufwand zu minimieren. In der Abteilung Assembly Technologies (EDSWAG) der Airbus Deutschland GmbH wurde bereits ein FE-Modell für Lockbolt-Verbindungen erstellt. Zur späteren Verifikation dieses Simulationstools werden Ergebnisse aus experimentellen Untersuchungen zum Vergleich benötigt. Die Ergebnisse werden dann anhand von Geometrie- und Prozessdaten dem simulierten Fügeprozess gegenübergestellt. Das Simulationsmodell soll zur Optimierung des Fügeprozesses, hinsichtlich Verarbeitbarkeit und Festigkeitseigenschaften, sowie später zur Verkürzung der Entwicklungszeiten und der Verringerung des experimentellen Versuchsaufwands im Rahmen der Zertifizierung, dienen.