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Teilautomatisierte, numerische Auslegung und Erweiterung der Prozessgrenzen hinsichtlich Ausbringung und Formgebung beim Profilwalzen

Status laufend
Ziele

Ziele/Ergebnisse:
1. Definition und FEM Simulation optimierter Walzstrategien
Durch die variable Gestaltung der Einlaufzone (ELZ) soll die Formgebung beim Profilwalzen mit Flachwalzbacken beeinflusst werden. Ziel dieser Untersuchung ist es, den Einfluss unterschiedlicher Walzstrategien auf dem Umformprozess zu analysieren. Die Untersuchungen sollen zum einen zeigen, welche Walzstrategien bezüglich der maximalen Ausbringung und des Verschleißes vorteilhaft sind, und zum anderen zu einem verbesserten Verständnis des Werkstoffflusses und der Reibung beim Profilwalzen führen.
2. Messtechnische Erfassung des Schlupfes
Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass im realen Prozess Schlupf auftritt, der in der FEM Simulation nicht abgebildet wird. Durch eine optische Hochgeschwindigkeitsmessung des Prozesses soll erstmalig der beim Prozess auftretende Schlupf zeit- und ortsgenau bestimmt werden. Ziel dieser Messung ist es, die FEM Simulation zu verbessern.
3. Ermittlung der Verschleißentwicklung
Mit dem Ziel, das Verschleißverhalten der Werkzeuge für unterschiedliche Tribosysteme zu ermitteln, werden hochauflösende Abdrücke der Werkzeugoberflächen nach unterschiedlichen Hubzahlen angefertigt. Die erstellten Abdrücke werden konfokalmikroskopisch vermessen um die Verschleißentwicklung zu bestimmen. Ziel dieser Arbeiten ist es, die Tribosysteme bezüglich deren Verschleißverhalten zu analysieren.
4. Ermittlung von Reibkoeffizienten im Übergangsbereich Gleiten/Haften
Ziel von AP 5 ist es die Prozessgrenze bezüglich des Durchrutschens des Werkstücks zu bestimmen. Der Übergang zwischen Haftreibung und Gleitreibung stellt dabei einen zentralen Aspekt dar. Mittels Gleitstauchversuchen sollen Reibkoeffizienten zu den im Kontakt vorliegenden Reibbedingungen ermittelt werden. Zusätzlich soll der Übergang zwischen Haften und Gleiten genauer untersucht und in das Kriterium integriert werden. Die ermittelten Ergebnisse sind zum einen Grundlage der Reibmodellanpassung des Profilwalzens, können aber auch auf andere FE Simulationen von Umformprozessen übertragen werden, die eine ähnliche Reibcharakteristik aufweisen.
5. Verbesserung der Reibmodellierung zur Ermittlung des Versagenskriteriums
Ziel von AP 6 ist es, auf Basis der in AP 5 ermittelten Reibkoeffizienten ein Reibmodell zu ermitteln und dieses mittels FORTRAN und der Subroutine ufric() in die FEM Simulation zu integrieren. So soll erreicht werden, dass die Hubzahlbedingte Änderung der Reibzustände in der Simulation korrekt abgebildet wird und das Prozessversagen aufgrund zu hoher Hubzahlen durch die Simulation korrekt ermittelt werden kann.


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