Qualifizierung elektrische Steckverbindungen

Schadensursachen • Optimierung • Qualifikation

Elektrische Kontaktsysteme spielen eine entscheidende Rolle bei der Zuverlässigkeit technischer Systeme. Mechanische Belastungen durch äußere Kräfte und Vibrationen in korrosiven Umgebungsbedingungen stellen hohe Anforderungen an komplex aufgebaute Verbindungen.

Gleitbewegungen und elektro-chemische Vorgänge können im Kontaktsystem das Verschleißverhalten der Oberflächen und somit deren elektrische Leitfähigkeit beeinflussen. Um die Funktion über die geforderte Lebensdauer zu garantieren, müssen diese Effekte verstanden und in Auslegung und Nachweis berücksichtigt werden.

Für den gezielten Aufbau einer Nachweiskette aus Simulation und Versuch ist die Kenntnis der relevanten Schadensmechanismen sowie der entsprechenden Kennwerte der Beanspruchung und der Beanspruchbarkeit erforderlich.

Auf dieser Basis kann die Systemzuverlässigkeit bewertet und optimiert werden. In einem interdisziplinären Ansatz verknüpft die IABG hierfür die erforderlichen Simulations-, Test- und Analysemethoden, um die Leistungsfähigkeit eines Systementwurfs zu bewerten und zu verbessern.

Schadensanalyse nach VDI 3822

Bestimmung des primären Schadensmechanismus (z. B. Verschleiß, Reibkorrosion)
Ableiten von möglichen Schadensursachen
Schadensrekonstruktion durch 2D-in-situ Röntgenuntersuchung

Modellbildung und Modellabgleich

Generierung von CAD-Daten aus CT-Scans realer Bauteile
FE-Modellaufbau inklusive Leitungsverlegung und Kontaktflächen
Berücksichtigung materialspezifischer Kennwerte
Experimentelle Verifikation des Schwingungsverhaltens
Validierung von Verformungen und Gleitbewegungen im Echtzeit-Röntgen
Experimentelle Kennwertermittlung und Modellanpassung

Beanspruchungsermittlung durch Simulation und Versuch

Betriebslastermittlung durch Fahrzeug- und Prüfstandsmessungen
Simulation der Belastungen und Beanspruchungen von Leitungen, Bauteilen und Kontakten
Lastdatenanalyse und Ableitung schädigungsäquivalenter Prüfspektren (FatiResponse)
Simulation von äußeren und inneren Verformungen, Kontaktkräften und Gleitbewegungen

Ermittlung der Beanspruchbarkeit

Vibrationsprüfungen unter Klima- und Umwelteinflüssen
Abrasionsprüfungen an Kontaktsystemen
Kontinuierliche oder intermittierende Messung von Reibverschleiß und Widerstandsänderung
Statistische Versuchsplanung und -auswertung

Nachweis und Optimierung der Systemzuverlässigkeit

Gegenüberstellung der Beanspruchungen mit Kennwerten der Beanspruchbarkeit
Rechnerische Abschätzung und experimenteller Nachweis von Funktion und Haltbarkeit
Rechnerische und experimentelle Parameterstudien
Optimierung von Bauteilgestaltung, Leitungsführung und Systemintegration