TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT Bild 4: Verbesserung der Schadensvorhersage am Beispiel einer Getriebewelle, mitt e: Schadensort im Umformexperiment, links: inkorrekte Schadensvorhersage nach Stand der Technik, rechts: korrekte Schadensvorhersage mit dem Fraunhofer IWM-Modell Bilder: Autoren bekannten GTN-Ansatz, Weiter ent wick lungen um ge setzt, welche die Poren bildungs me chanismen ins be sondere dann besser beschreiben, wenn Spröd teil chen im Material ge füge den Aus löser für die Schädi gungs initiierung dar stellen. Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit des entwickelten Schä di gungs modells wurden ab schließend Vali die rungs simu lationen mehr stufi ger industrieller Um form pro zes se und Um form ver suche durch ge führt, bei denen es zur Bau teil schädi gung kommt. Bild 4 zeigt exem pla risch eine Ge triebe wel le, bei de ren Her stel lung Risse an der Außen kante des Bunds auft re ten. Der tat säch liche Schadens ort im Bund kann mit den bis her industriell etablierten Si mu lations an sätzen (unter an de rem nach Cock croft und Latham 4) nicht vor her ge sagt wer den. Da ge gen konnte das ent wickel te Material mo dell den Ver sagens ort und den un ge fähren Ver sagens zeit punkt korrekt vor her sagen. Das aus den Labor versuchen bestimmte Versagens kri te rium in Form eines kri tischen Grenz werts des Poren gehalts wird in diesem Bei spiel zum tatsächlichen Zeitpunkt der ersten Riss bil dung erreicht. Bei den bekannten Schädigungsmodellen war es bislang im All ge meinen nicht mög lich, nach Anpassen an aus ge wählte Versuche beziehungs weise Um form pro zesse die se Schä digungs kri te rien von einem Um form pro zess auf den anderen zu über tragen. Es be durft e stets pro zess spe zifi scher Er fahrungen, um Si mu lations er geb nisse adä quat ein schätzen zu können. Das im Rahmen des Pro jekts ent wickelte Modell wurde anhand von Labor ver suchen (einfache Zug- und Stauch ver suche) angepasst und war bei der Simulation mehrstu fi ger Um form pro zesse in der Lage, sowohl den Schadensort als auch in guter Nä herung den Schädigungszeitpunkt vorherzusagen. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK Motiviert durch die Bedürfnisse der Kaltmassivumformung lag das Haupt ziel der For schungs ar beiten darin, ein praxis gerechtes und zu gleich leis tungs fähiges Material mo dell zur Beschrei bung der Schä digungs ent wick lung und des Ver sagens zu ent wickeln. Um die ses Ziel zu er reichen, wur de zu nächst eine de tail lierte Werk stoff charakte ri sie rung in Labor- und indus triel len Um form ver suchen vor genommen, die eine Aufklä rung der Schä di gungs me chanismen in rele van ten Stäh len er mög lichte. Die daraus resul tieren den Ergeb nisse wur den zur ge ziel ten Weiter ent wick lung des be kannten mechanismen ba sier ten Material mo dells nach Gur son-Tvergaard- Needleman ver wen det. Eine Vali die rung des Ma terial modells zur Vor her sage der Schä di gungs ent wick lung und des Versagens anhand von reali täts nahen in dus triellen Um form prozessen zeig te, dass das ent wickel te Mo dell in allen be trachteten Ver suchen und Um form pro zessen den Schadens ort oft besser vor her sagen konnte als die üb lichen der zeit ver wen 48 massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2016
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