Benutzeranmeldung

Schadensvorhersage in der Kaltmassivumformung durch den optimierten Ansatz der Belastungsgrenzkurve (Schadensvorhersage II)

Status abgeschlossen
Ziele

1. Berücksichtigung der Werkstofftemperaturerhöhung bei der Erstellung der Belastungsgrenzkurve
Die Belastungsgrenzkurve des AViF-Vorgängerprojekts wurde zur Vereinfachung für ein isothermes Werkstoffverhalten ermittelt. Folglich wurde die prozessbedingte Erhöhung der Werkstofftemperatur infolge der Umformung vernachlässigt. Durch die dissipierte Umformenergie steigt die Werkstofftemperatur ausgehend von einer Werkstoffanfangstemperatur T0 = 20 °C in Abhängigkeit der Probengeometrie auf Tmax = 278 °C. Aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Fließkurve ergibt sich an der Probenoberfläche bei isothermer und nicht isothermer Modellierung des Werkstoffverhaltens eine Vergleichsnormalspannungs-Differenz von ΔσV = 100 MPa. Damit ist die Temperaturabhängigkeit der plastomechanischen Kenngrößen und damit der Belastungsgrenzkurve nicht vernachlässigbar. Zu einer Verbesserung der Schadensvorhersagegenauigkeit ist daher die Werkstofftemperaturerhöhung bei der Erstellung der Belastungsgrenzkurve zu berücksichtigen.


2. Reduktion des Simulations-, Untersuchungs- und Versuchsaufwands
Bisher wurde die Belastungsgrenzkurve für die Temperatur/Werkstoff-Kombination 20 °C, 16MnCr5-GKZ ermittelt. Für die Schadensvorhersage eines umformtechnisch hergestellten Bauteils bei beliebiger Temperatur/Werkstoff-Kombination ist bei der gegenwärtig vorliegenden Belastungsgrenzkurve die erneute Durchführung der einstufigen Analogieversuche, der mikroskopischen Untersuchungen und der FEM-Simulationen notwendig. Damit kann bei einer Ermittlung weiterer Belastungsgrenzkurven für industriell relevante Temperatur/Werkstoff-Kombinationen die Anforderung nach einem geringen Simulations-, Untersuchungs- und Versuchsaufwand nicht erfüllt werden. Um die Anwendbarkeit der Belastungsgrenzkurve in der industriellen Praxis gewährleisten zu können, ist eine Reduktion des Simulations-, Untersuchungs- und Versuchsaufwands notwendig.

3.Berücksichtigung der Werkstoffanfangstemperatur und des Werkstückwerkstoffs bei der Erstellung der Belastungsgrenzkurve

Bisher wurde eine temperatur- und werkstoffspezifische Belastungsgrenzkurve für den Einsatzstahl 16MnCr5-GKZ bei einer Werkstoffanfangstemperatur von T0 = 20 °C erstellt. Eine simulative Schadensvorhersage umformtechnisch hergestellter Bauteile für beliebige Temperatur/Werkstoff-Kombinationen ist mit der temperatur- und werkstoffspezifischen Belastungsgrenzkurve nicht möglich. Daher werden die Belastungsgrenzkurven ebenfalls für die Temperatur/Werkstoff -Kombinationen 20, 300 °C/21NiCrMoS6-FP und 20 °C/36CrB4 ermittelt.


Weitere Informationen für Mitglieder des Industrieverband Massivumformung e.V.
Zum Aufruf der Inhalte müssen Sie über einen gültigen Benutzernamen und ein Kennwort für den Mitgliederbereich verfügen.