Tribologie und Schmierungstechnik 69, 1 (2022)

Tribologie und Schmierungstechnik 69, 1 (2022)
Editorial Veranstaltungen Analyse von Einflussparametern auf den Stick-Slip-Effekt mittels Tribometer- versuchen und FE-Simulation Analysis of System Parameters on the Stick-Slip-Effect through Tribometer Tests and Finite Element Computations Experimentelle Untersuchungen zum Einlaufverhalten bleifreier Sondermessinglegierungen Experimental Investigations into the Running-in Behavior of Lead-free Special Brass Alloys Turning of high strength, austenitic stainless steels Thermo-oxidative grease service life evaluation - laboratory study with the catalytically accelerated method using the RapidOxy Impact of thermal cycles on tribological properties and oxidation of MoS2 coatings Nachrichten Mitteilungen der GfT Patentumschau Normen Hinweise für Autor:innen / Checkliste
Aktualisiert: 2023-06-15
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Tribologie und Schmierungstechnik 69, 1 (2022)

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Editorial Veranstaltungen Analyse von Einflussparametern auf den Stick-Slip-Effekt mittels Tribometer- versuchen und FE-Simulation Analysis of System Parameters on the Stick-Slip-Effect through Tribometer Tests and Finite Element Computations Experimentelle Untersuchungen zum Einlaufverhalten bleifreier Sondermessinglegierungen Experimental Investigations into the Running-in Behavior of Lead-free Special Brass Alloys Turning of high strength, austenitic stainless steels Thermo-oxidative grease service life evaluation - laboratory study with the catalytically accelerated method using the RapidOxy Impact of thermal cycles on tribological properties and oxidation of MoS2 coatings Nachrichten Mitteilungen der GfT Patentumschau Normen Hinweise für Autor:innen / Checkliste
Aktualisiert: 2023-06-05
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Tribologie und Schmierungstechnik 69, 1 (2022)

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Editorial Veranstaltungen Analyse von Einflussparametern auf den Stick-Slip-Effekt mittels Tribometer- versuchen und FE-Simulation Analysis of System Parameters on the Stick-Slip-Effect through Tribometer Tests and Finite Element Computations Experimentelle Untersuchungen zum Einlaufverhalten bleifreier Sondermessinglegierungen Experimental Investigations into the Running-in Behavior of Lead-free Special Brass Alloys Turning of high strength, austenitic stainless steels Thermo-oxidative grease service life evaluation - laboratory study with the catalytically accelerated method using the RapidOxy Impact of thermal cycles on tribological properties and oxidation of MoS2 coatings Nachrichten Mitteilungen der GfT Patentumschau Normen Hinweise für Autor:innen / Checkliste
Aktualisiert: 2023-05-24
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Editorial Veranstaltungen Analyse von Einflussparametern auf den Stick-Slip-Effekt mittels Tribometer- versuchen und FE-Simulation Analysis of System Parameters on the Stick-Slip-Effect through Tribometer Tests and Finite Element Computations Experimentelle Untersuchungen zum Einlaufverhalten bleifreier Sondermessinglegierungen Experimental Investigations into the Running-in Behavior of Lead-free Special Brass Alloys Turning of high strength, austenitic stainless steels Thermo-oxidative grease service life evaluation - laboratory study with the catalytically accelerated method using the RapidOxy Impact of thermal cycles on tribological properties and oxidation of MoS2 coatings Nachrichten Mitteilungen der GfT Patentumschau Normen Hinweise für Autor:innen / Checkliste
Aktualisiert: 2023-05-23
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Tribologie und Schmierungstechnik 69, 1 (2022)

Tribologie und Schmierungstechnik 69, 1 (2022)
Editorial Veranstaltungen Analyse von Einflussparametern auf den Stick-Slip-Effekt mittels Tribometer- versuchen und FE-Simulation Analysis of System Parameters on the Stick-Slip-Effect through Tribometer Tests and Finite Element Computations Experimentelle Untersuchungen zum Einlaufverhalten bleifreier Sondermessinglegierungen Experimental Investigations into the Running-in Behavior of Lead-free Special Brass Alloys Turning of high strength, austenitic stainless steels Thermo-oxidative grease service life evaluation - laboratory study with the catalytically accelerated method using the RapidOxy Impact of thermal cycles on tribological properties and oxidation of MoS2 coatings Nachrichten Mitteilungen der GfT Patentumschau Normen Hinweise für Autor:innen / Checkliste
Aktualisiert: 2023-05-08
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In-situ Analyse von Phasenumwandlungen und mechanischen Eigenschaften während charakteristischer Temperatur-Zeit-Verläufe aus Wärmeeinflusszonen in einer Aluminiumlegierung

In-situ Analyse von Phasenumwandlungen und mechanischen Eigenschaften während charakteristischer Temperatur-Zeit-Verläufe aus Wärmeeinflusszonen in einer Aluminiumlegierung von Wiechmann,  Philipp
Das Schmelzschweißen ist eine weitverbreitete und wirtschaftliche Methode zum Fügen von Aluminiumwerkstoffen. Die eingesetzte Schweißwärme ruft dabei erhebliche ortsabhängige Entfestigungen in der Wärmeeinflusszone (WEZ) hochfester ausscheidungsgehärteter Aluminiumlegierungen hervor. Ursächlich dafür ist vor allem die Beeinträchtigung des nanoskaligen, feinverteilten Ausscheidungszustandes dieses Werkstoffs. In dieser Arbeit soll die Mikrostrukturentwicklung und daraus resultierende Eigenschaftsentwicklung in der WEZ mit in-situ und ex-situ Methoden am Beispiel einer AlMgSi-Legierung analysiert werden. Für die Änderungen des Ausscheidungszustandes in der WEZ sind die Erwärmung, die Abkühlung sowie eine anschließende Auslagerung relevant. In dieser Arbeit werden die während der Erwärmung ablaufenden Ausscheidungs- und Auflösungsreaktionen für eine große Bandbreite an Heizraten mittels der thermischen Analysemethode Differential Scanning Calorimetry analysiert. Zur Berücksichtigung der hohen Dynamik in der WEZ wird die Erweiterung der konventionellen DSC mit Hilfe der neuartigen indirekten DSC-Methode angewandt und Heizraten bis 100 K/s untersucht. Das Ausscheidungsverhalten von AlMgSi-Legierungen während der Abkühlung hängt wesentlich vom zuvor erreichten Werkstoffzustand ab. Aus diesem Grund werden DSC-Abkühlexperimente nach Einstellung von Zuständen vollständiger und unvollständiger Auflösung der Hauptlegierungselemente durchgeführt. Die Entwicklung der mechanischen Eigenschaften in der WEZ wird abhängig von der Temperatur sowie von zuvor erreichten Spitzentemperatur mit der thermomechanischen Analyse untersucht. Dabei werden Kurzzeit-Wärmebehandlungen und unmittelbar darauffolgende einachsige Druckversuche in einem Umformdilatometer durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-03-28
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Simulationsbasierte Konstruktionsmethodik zur Herstellung markanter Bauteilradien im Karosseriebau

Simulationsbasierte Konstruktionsmethodik zur Herstellung markanter Bauteilradien im Karosseriebau von Raupach,  Marco
Die vorliegende Arbeit basiert auf der Herausforderung der Automobilindustrie, die Designvorstellung und Formsprache neuer Fahrzeugmodelle im Presswerk und Karosseriebau umzusetzen. Mit Blick auf aktuelle Fahrzeugmodelle stehen besonders markante Außenradien in Verbindung mit hohen Ziehtiefenunterschieden im Fokus. Gemäß dem Stand der Technik bei der Herstellung von tiefgezogenen Karosseriebauteilen sind entsprechend markante Radien kaum herstellbar. Es kommt zwangsweise zu nicht tolerierbaren lokalen Maßabweichungen zum Zieldesign. Die vorliegende Arbeit beschreibt daher die Entwicklung einer zielführenden, simulationsbasierten Konstruktionsmethode, welche die Maßhaltigkeit markanter Radien sowie die prozesssicherere Herstellung im Karosseriebau sicherstellt. Dabei wurden die Grundlagen gelegt, um künftig die virtuelle Absicherung markanter Radien mittels FE-Simulation durchführen.
Aktualisiert: 2022-02-10
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Charakterisierung und Modellierung von Werkstoff und Reibung für die FE-Simulation des Rohrziehens

Charakterisierung und Modellierung von Werkstoff und Reibung für die FE-Simulation des Rohrziehens von Lüchinger,  Marco, Tillmann,  Wolfgang
Um das Potential der numerischen Simulation in der Umformtechnik ganzheitlich auszuschöpfen, werden akkurate konstitutive Gesetzte benötigt. In dieser Arbeit werden Verfahren für die thermo-mechanische Charakterisierung von Werkstoff und Reibung vorgestellt. Ferner werden Methoden präsentiert, um das thermo-mechanische Verhalten auf Basis von optimal geplanten Experimenten zu modellieren. Am Beispiel des Rohrziehens wird gezeigt, wie durch die realitätsgetreue Beschreibung von Werkstoff und Reibung die Genauigkeit der FE-Simulation signifikant erhöht werden kann.
Aktualisiert: 2022-12-01
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Numerische Simulation des Widerstandspunktschweiß- und Widerstandspunktschweißklebeprozesses von Aluminiumlegierungen

Numerische Simulation des Widerstandspunktschweiß- und Widerstandspunktschweißklebeprozesses von Aluminiumlegierungen von Piott,  Michael
Die Dissertation beschäftigt sich mit der numerischen Simulation des Widerstandspunktschweiß- und Widerstandspunktschweißklebeprozesses von Aluminiumlegierungen. Dabei wird eine Methode zur Modellierung der Schweißprozesse mit dem Ziel einer digitalen Abbildung der Schweißlinsenentstehung aufgebaut und validiert. Hierzu werden im ersten Schritt die eingesetzten Aluminiumlegierungen AA5182 und AA6014 sowie der eingesetzte Strukturklebstoff experimentell charakterisiert. Anschließend werden die Randbedingungen des Temperaturfeldes untersucht und kalibriert. Im folgenden Schritt wird der Widerstandspunktschweißprozess mit instrumentierten Schweißversuchen analysiert sowie ein FE-Modell aufgebaut und umfassend validiert. Wesentliches Element des Modells stellt ein neues Kontaktwiderstandsmodell dar, welches das Verhalten des elektrischen Kontaktes unter schweißtypischer Beanspruchung für Aluminiumoberflächen abbilden kann. Zudem wird der Einfluss unterschiedlicher Schweißparameter, Werkstoffe, Oberflächenzustände, Spalte und Elektrodenkühlung auf die Schweißlinsengröße experimentell und numerisch analysiert. Abschließend werden die Auswirkungen einer Klebstoffzwischenschicht auf den Schweißprozess (Widerstandspunktschweißkleben) untersucht und das FE-Modell dahingehend erweitert. Hierzu gehört sowohl die Integration eines Klebstoffspaltes als auch die Erweiterung des Kontaktwiderstandsmodells.
Aktualisiert: 2022-04-14
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Numerische Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Simulation von Rotationsreibschweißprozessen

Numerische Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Simulation von Rotationsreibschweißprozessen von Behrens,  Bernd-Arno, Chugreev,  Alexander
Das weltweite Bestreben nach Emissionsneutralität und ressourcenschonenden Technologien stellt die Mobilitäts- sowie die produzierende Branche vor große Herausforderungen. Neben den alternativen Energieträgern und Antriebskonzepten birgt insbesondere die Multimaterial-Bauweise unzählige Möglichkeiten zum ressourcenschonenden Produktdesign. In diesem Kontext bietet das Rotationsreibschweißen ein vielversprechendes Fügeverfahren mit einem großen Spektrum an schweißbaren Materialpaarungen, einer hervorragenden Verbundqualität und Kostencharakteristik. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Methodenentwicklung zur Werkstoffmodellierung und -charakterisierung im prozessrelevanten Temperaturspektrum. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der konsistenten Kopplung zwischen den thermischen, mechanischen und metallurgischen Feldproblemen, um eine realitätsnahe numerische Beschreibung des Rotationsreibschweißprozesses zu ermöglichen.
Aktualisiert: 2021-09-20
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Numerische Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Simulation von Rotationsreibschweißprozessen

Numerische Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Simulation von Rotationsreibschweißprozessen von Behrens,  Bernd-Arno, Chugreev,  Alexander
Das weltweite Bestreben nach Emissionsneutralität und ressourcenschonenden Technologien stellt die Mobilitäts- sowie die produzierende Branche vor große Herausforderungen. Neben den alternativen Energieträgern und Antriebskonzepten birgt insbesondere die Multimaterial-Bauweise unzählige Möglichkeiten zum ressourcenschonenden Produktdesign. In diesem Kontext bietet das Rotationsreibschweißen ein vielversprechendes Fügeverfahren mit einem großen Spektrum an schweißbaren Materialpaarungen, einer hervorragenden Verbundqualität und Kostencharakteristik. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Methodenentwicklung zur Werkstoffmodellierung und -charakterisierung im prozessrelevanten Temperaturspektrum. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der konsistenten Kopplung zwischen den thermischen, mechanischen und metallurgischen Feldproblemen, um eine realitätsnahe numerische Beschreibung des Rotationsreibschweißprozesses zu ermöglichen.
Aktualisiert: 2022-03-10
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Methodenentwicklung zur Charakterisierung und Modellierung temperatur- und gefügeabhängiger Fließeigenschaften

Methodenentwicklung zur Charakterisierung und Modellierung temperatur- und gefügeabhängiger Fließeigenschaften von Behrens,  Bernd-Arno, Schrödter,  Jens
In dieser Arbeit wird eine effiziente Methode vorgestellt, um temperaturund gefügeabhängige Fließeigenschaften zu ermitteln und in die FE-Simulation einzubinden. Damit wird die Vorhersagegenauigkeit der numerischen Simulation von Formhärteprozessen erhöht. Hierfür wird im ersten Schritt ein Umformdilatometer umgerüstet, um Zugversuche reproduzierbar durchführen zu können. Daneben wird ein Tool programmiert, welches die Zugversuche zuverlässig auswertet. Im Anschluss werden auf Basis von Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubildern die Versuchsprofile abgeleitet und die Fließeigenschaften vom 22MnB5 temperatur-und gefügeabhängig aufgenommen und ausgewertet. Folgend werden die ermittelten Daten über eine Mischungsregel in ein Stoffgesetz integriert und dieses mittels einer Subroutine in die numerische Simulation für Formhärteprozesse eingebunden. Die Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit wird abschließend am Beispiel einer Realgeometrie demonstriert.
Aktualisiert: 2022-03-10
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Methodenentwicklung zur Charakterisierung und Modellierung temperatur- und gefügeabhängiger Fließeigenschaften

Methodenentwicklung zur Charakterisierung und Modellierung temperatur- und gefügeabhängiger Fließeigenschaften von Behrens,  Bernd-Arno, Schrödter,  Jens
In dieser Arbeit wird eine effiziente Methode vorgestellt, um temperaturund gefügeabhängige Fließeigenschaften zu ermitteln und in die FE-Simulation einzubinden. Damit wird die Vorhersagegenauigkeit der numerischen Simulation von Formhärteprozessen erhöht. Hierfür wird im ersten Schritt ein Umformdilatometer umgerüstet, um Zugversuche reproduzierbar durchführen zu können. Daneben wird ein Tool programmiert, welches die Zugversuche zuverlässig auswertet. Im Anschluss werden auf Basis von Zeit-Temperatur-Umwandlungs-Schaubildern die Versuchsprofile abgeleitet und die Fließeigenschaften vom 22MnB5 temperatur-und gefügeabhängig aufgenommen und ausgewertet. Folgend werden die ermittelten Daten über eine Mischungsregel in ein Stoffgesetz integriert und dieses mittels einer Subroutine in die numerische Simulation für Formhärteprozesse eingebunden. Die Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit wird abschließend am Beispiel einer Realgeometrie demonstriert.
Aktualisiert: 2021-03-17
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Modeling of Strain-Hardening Cement-based Composites (SHCC)

Modeling of Strain-Hardening Cement-based Composites (SHCC) von Shehni,  Alaleh
Nowadays, the addition of a small volume of short fibers is a well-known strategy to increase the ductility and toughness of cementitious matrices besides optimization of the crack opening. Strain-hardening cement-based composites (SHCCs) is a particular class of fiber-reinforced concretes (FRCC) that can develop controlled multiple cracks while subjected to incremental tensile loading conditions. However, a proper composition design, especially concerning fiber and bond properties, still follows a trial and error approach. This work presents a numerical model to simulate SHCC at the meso-scale level. This model is based on Finite-Element-Method and allows for nonlinear behavior for cement matrix, fiber material, and bond laws. Extra features are added to standard FE concerning three complexities of target FRCC, i.e., (1) Further development of the Strong Discontinuity Approach (SDA) to model discrete cracking of continuum elements on the element level, (2) Discretization of single fibers by truss elements with truss nodes independently placed of continuum nodes, (3) Connecting SDA elements to explicit truss elements by particular bond elements. The newly developed model is calibrated with several simple configurations. The bond law utilized in the simulation is derived from single fiber pullout test and calibrated with several analyses. Furthermore, 2D SHCC dumbbell specimens under tensile loading condition are simulated, and a series of numerical case studies are performed to assess the quality, credibility, and limitations of the numerical model. Taking the effect of random field and other simplifying assumptions into account, the simulation model seems to describe enumerated SHCC behavior at an acceptable level. This research work provides a further base for the target-oriented design of FRCC material composition to reach the given objectives of material properties. The concepts and methods presented in this study can simulate short and thin polymer fibers in a random position and steel fibers and structures with long reinforcement in a regular arrangement.
Aktualisiert: 2022-07-06
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Prozessgerechte Gestaltung von Werkzeugen auf Basis von Verschleißsimulationen am Beispiel des Ultraschallbondens

Prozessgerechte Gestaltung von Werkzeugen auf Basis von Verschleißsimulationen am Beispiel des Ultraschallbondens von Eichwald,  Paul
Effiziente Leistungshalbleitermodule, als Kernbausteine eines intelligenten Energiemanagements, sind unverzichtbar bei der Bewältigung der Energiewende. Wesentliches Verfahren in der Aufbau- und Verbindungstechnik zur Herstellung dieser Module ist das hochfrequente Reibschweißen durch Ultraschall, das sogenannte Ultraschallbonden. Ist eine der zahlreichen Bondverbindungen von mangelhafter Qualität, ist das Modul und damit das gesamte Energiemanagement von Totalausfall bedroht. Vor diesem Hintergrund hängt die erreichbare Verbindungsfestigkeit neben den Prozessparametern vom Verschleißzustand des Werkzeugs ab. Aus der limitierten Werkzeugnutzungsdauer resultieren nicht nur Beschaffungs- und Rüstkosten, sondern auch eine Störung des Produktionsflusses. Die Umstellung von Aluminium auf das effizientere Kupfer als Drahtmaterial mindert die Werkzeug-Nutzungsdauer bis um das 50-fache. Dieser Faktor schlägt sich in den Herstellkosten des Produkts nieder, wodurch sich die Forderung nach verschleißgerechten Werkzeugen verschärft. Jedoch sind Verschleißanalysen durch reale Versuche umfangreich und teuer. Insbesondere können hierbei ursächliche Kontaktvorgänge während des Fügeprozesses nicht beobachtet werden. Angesichts dessen wird in der vorliegenden Arbeit eine Vorgehensweise mit dem Schwerpunkt auf der prozessgerechten Werkzeuggestaltung mithilfe von numerischen Simulationen des Verschleißes entwickelt. Auf diese Weise wird insbesondere die Wechselwirkung zwischen anfänglicher Geometrie und Werkzeugverschleiß sowie der Verbindungsqualität der Fügepartner aufgedeckt. Durch Letzteres erfolgt ein maßgebender Beitrag zur Steigerung des Prozessverständnisses mit dem Ziel der Prozessoptimierung, um die Effizienz und Zuverlässigkeit von Leistungshalbleitermodulen weiter zu forcieren.
Aktualisiert: 2021-04-29
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Untersuchungen zur Verschleißberechnung an Blechumformwerkzeugen aus Kunststoff

Untersuchungen zur Verschleißberechnung an Blechumformwerkzeugen aus Kunststoff von Behrens,  Bernd-Arno, Schäfer,  Falko
Die Zielsetzung dieser Arbeit ist die Schaffung der Grundlagen für die realitätsgetreue Berechnung des Werkzeugverschleißes bei Blechumformwerkzeugen aus Kunststoff. Es werden grundlegende Untersuchungen zur Verschleißberechnung in der Umformsimulation mit der FEM an einem repräsentativen Modellprozess durchgeführt. Als Basis für die Untersuchungen zur simulationsgestützten Verschleißvorhersage dienen umfangreiche experimentelle Untersuchungen an einem Hohlprägeprozess. Im Rahmen der Versuche werden ein ungefüllter sowie zwei gefüllte Kunststoffe betrachtet. Die Verschleißtiefe wird an den sechs Matrizenradien, die durch unterschiedliche Beanspruchungskollektive gekennzeichnet sind, für verschiedene Hubanzahlen ausgewertet. Den Schwerpunkt der Arbeit bildet die Entwicklung einer Methodik zur Berechnung des Werkzeugverschleißes in der Umformsimulation mit kontinuierlicher Anpassung der Werkzeuggeometrie an die berechnete Verschleißtiefe. Zur Validierung der entwickelten Methodik erfolgt die Berechnung der Verschleißtiefe für die sechs Matrizenradien aller drei Kunststoffe. Die Bestimmung der Verschleißkonstante erfolgt dabei an einem Matrizenradius. Für die Bewertung der Genauigkeit der Verschleißberechnung werden zusätzlich die wirksamen Beanspruchungskollektive in der Simulation detailliert analysiert. Der Vergleich mit den Messergebnissen zeigt, dass sowohl die Verschleißtiefe als auch die Werkzeuggeometrie mit sehr guter Genauigkeit berechnet werden können.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Schädigungsmechanische Finite Elemente Modellierungen zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit und Restfestigkeit feuerfester keramischer Strukturen

Schädigungsmechanische Finite Elemente Modellierungen zur Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit und Restfestigkeit feuerfester keramischer Strukturen von Henneberg,  Dimitri
Die Zielsetzung dieser Arbeit besteht in der Entwicklung von Materialmodellen und FEM-Tools, um das Versagen von Bauteilen und Strukturen aus oxidischen oder kohlenstoffarmen Feuerfestkeramiken aufgrund der lokalen Schädigung des Werkstoffs zu beschreiben, vorherzusagen und, wenn möglich, zu beeinflussen. Zu diesem Zweck werden u. a. FE-Simulationen mit aluminiumoxidischen keramischen Werkstoffen mit Zusätzen von ZrO2 und TiO2, sog. AZT-Keramik, durchgeführt. Die Beschreibung eines oder mehrerer Bruchvorgänge erfolgt innerhalb mehr oder weniger stark abgegrenzter Betrachtungsebenen.
Aktualisiert: 2020-06-05
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Vorhersage von Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften präzisionsgeschmiedeter Bauteile bei einer integrierten Wärmebehandlung

Vorhersage von Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften präzisionsgeschmiedeter Bauteile bei einer integrierten Wärmebehandlung von Bach,  Friedrich-Wilhelm, Nürnberger,  Florian
Die Wärmebehandlung aus der Warmformgebungshitze eines Präzisionsschmiedevorganges ermöglicht eine Prozesskettenverkürzung bei gleich-zeitiger Reduzierung der benötigten Prozessenergie und -zeit. Zur gesteuerten Abkühlung kann dazu eine Wasser-Luft-Spraykühlung verwendet werden, mit der sich gezielt lokale Wärmeübergänge an der Bauteiloberfläche einstellen lassen. Die Herausforderung bei diesem Prozess ist die auf die gewünschte Mikrostrukturentwicklung abgestimmte Zeit-Temperatur-Führung. Zur Reduzierung des experimentellen Versuchsaufwandes bei der Ermittlung geeigneter Prozessparameter wird im Rahmen dieser Arbeit aufgezeigt, wie eine rechnergestützte Simulation der Prozessauslegung erfolgen kann. Neben der Modellierung liegt ein Schwerpunkt dieser Arbeit in der Analyse des Ein-flusses einer Umformung auf die Mikrostrukturentwicklung beim Abkühlen von Vergütungsstählen aus der Warmformgebungshitze.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Vorhersage der integrierten Wärmebehandlung mittels Spraykühlung

Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Vorhersage der integrierten Wärmebehandlung mittels Spraykühlung von Bach,  Friedrich-Wilhelm, Yu,  Zhuo
Als eines der Sonderverfahren der Umformtechnik ermöglicht das Präzisionsschmieden die gratfreie Fertigung von Schmiedeteilen. Darüber hinaus bietet es Potentiale zur Prozesskettenverkürzung. Unter Ausnutzung der in den Bauteilen vorliegenden Schmiedewärme und Einführung einer integrierten Wärmebehandlung mittels Spraykühlung kommt es zusätzlich zur Einsparung der Ressourcen Zeit sowie Energie. Mit einer gesteuerten Temperaturführung beim Abkühlen auf Basis einer Wasser-Luft-Spraykühlung können präzisionsgeschmiedete Bauteile lokal definiert an der Randschicht abgeschreckt und anschließend aus der Restwärme im Bauteilinneren angelassen werden. Zur Reduzierung von Versuchszeiten und -kosten werden vermehrt numerische Berechnungen der Teilprozesse vorgenommen. Hieran knüpft diese Arbeit mit den Schwerpunkten an, geeignete Modelle zur Vorhersage der mechanischen Eigenschaften für sowohl den Abschreck- als auch den Anlassprozess zu entwickeln sowie eine Prozessauslegung mittels der Finiten-Elemente-Methode (FEM) bzw. unter Verwendung von Künstlichen Neuronalen Netzen (KNN) zu ermöglichen.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Erhöhung der Berechnungsgenauigkeit von Gesenkschmiedeprozessen durch eine geeignete Reibmodellierung

Erhöhung der Berechnungsgenauigkeit von Gesenkschmiedeprozessen durch eine geeignete Reibmodellierung von Behrens,  Bernd-Arno, Mielke,  Jens
Die Reibung in der Kontaktfläche vom Werkstück zum Werkzeug hat einen wesentlichen Einfluss auf den gesamten Umformprozess. Daher ist die Beschreibung dieser Randbedingung in der FE-Simulation entscheidend für die Anwendbarkeit der Simulationsergebnisse in der Praxis. Der Reibeinfluss auf das Simulationsergebnis wird zunächst für unterschiedliche charakteristische Verfahren der Warmmassivumformung mittels einer Sensitivitätsanalyse veranschaulicht. Hierzu werden ausgewählte Prozesse - einerseits Modellprozesse, andererseits industrielle Praxisprozesse - unter Verwendung verschiedener Reibmodelle numerisch mittels FEM berechnet und die Berechnungsergebnisse vergleichend dargestellt. Im Anschluss wird eine innovative Reibmodellierung unter Einbeziehung relevanter Parameter hergeleitet. Zur Modellvalidierung erforderliche experimentelle Untersuchungen werden durchgeführt und ermittelte Kennwerte dargestellt. Der Einfluss des entwickelten Reibmodells spiegelt sich in einer deutlich verbesserten Vorhersage der Umformkraft sowie des Stoffflusses und der damit verbundenen Bauteilendgeometrie verschiedener Prozesstypen unter Nutzung kommerzieller FE-Programmsysteme wider.
Aktualisiert: 2019-10-17
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