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Modellierung und Simulation zur kontrollierten Abkühlung präzisions-geschmiedeter Bauteile

Status abgeschlossen
Ziele

1. Reduzierung des experimentellen Versuchsaufwandes der Spraykühlung
Zur Reduzierung des experimentellen Versuchsaufwandes bei der Ermittlung geeigneter Prozessparameter wird im Rahmen dieser Arbeit aufgezeigt, wie eine rechnergestützte Simulation der Prozessauslegung erfolgen kann.

2. Ermittlung des Einflusses einer Umformung auf die Mikrostrukturentwicklung
Die Gefügeumwandlung verzögert oder beschleunigt sich infolge der thermomechanischen Bearbeitung, wie zum Beispiel beim Schmieden. Die Beeinflussung der Gefügeumwandlungskinetik infolge der Umformbedingungen soll auf der Basis von Umform-ZTU-Schaubildern untersucht werden.

3. Ermittlung des thermischen Eigenspannungsabbaus im Anlassprozess
Der Abbau von Eigenspannungen durch Anlassen ist wichtigster Aspekt einer vorhergegangenen Abschreckung zur Verbesserung der Dauerfestigkeit der Bauteile. Daher soll der thermische Eigenspannungsabbau unter der Berücksichtigung variierender Anlasstemperaturen und -zeiten für aussagekräftige Prognosen ermittelt werden.

4. Prognose der Mikrostruktur und der mechanischen Eigenschaften von präzisionsgeschmiedeten und aus der Umformwärme abgekühlten Bauteilen
In der Simulation wird die Bauteilabkühlung durch eine Zweiphasenströmung mittels der FE-Software ANSYS® abgebildet und die Berechnung der daran gekoppelten Gefügeumwandlungen und Entwicklungen der mechanischen Eigenschaften durchgeführt.

5. Prozessauslegung der Spraykühlung mittels künstlicher neuronaler Netze
Auf der Basis experimenteller Ergebnisse wird eine Einschrittprognose entwickelt, die mittels künstlicher neuronaler Netze eine rasche Vorhersage günstiger Prozessparameter für eine beschleunigte Prozessparameterbestimmung bei der Spraykühlung erlaubt.


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