Modifizierung der Eigenspannungsverteilung in warmmassivumgeformten Bauteilen
Zusammenfassung
Versagensfälle warmmassivumgeformter Bauteile werden oft mit fertigungstechnisch induzierten Zugeigenspannungen in Verbindung gebracht. Daher liegt der Fokus dieser Arbeit auf der gezielten Einstellung einer für den Anwendungsfall vorteilhaften Eigenspannungsverteilung durch den Warmmassivumformprozess. Die Modifizierung der Eigenspannungen wird mit Hilfe verschiedener gesteuerter Abkühlstrategien von der Umformwärme in einem Spraykühlungssystem erfolgreich für Bauteile aus dem Werkstoff 1.3505 realisiert. Die Abkühlstrategien werden basierend auf Prozesssimulationen ausgelegt. Das FE-Simulationsmodell wird auf den Ergebnissen einer thermo-mechanisch-metallurgischen Materialcharakterisierung aufgebaut, wobei der Berücksichtigung des umwandlungsplastischen Effektes eine besondere Bedeutung zukommt.
Schlagworte
- I–XVI Titelei/Inhaltsverzeichnis I–XVI
- 1–5 1 Einleitung 1–5
- 6–42 2 Stand der Forschung 6–42
- 2.1 Eigenspannungen in der Warmmassivumformung
- 2.2 Numerische Modellierung zur Analyse von Warmmassivumformprozessen
- 43–46 3 Zielsetzung und Vorgehensweise 43–46
- 47–70 4 Thermo-mechanisch-metallurgische Materialcharakterisierung 47–70
- 4.1 Metallurgisches Feld
- 4.2 Thermisches Feld
- 4.3 Mechanisches Feld
- 71–76 5 Anwendungsnahe experimentelle Warmumformprozesskette 71–76
- 5.1 Experimentelle Warmumformprozesskette zur Untersuchung der Modifizierbarkeit der Eigenspannungen
- 5.2 Ermittlung der Eigenspannungen mittels Röntgendiffraktometrie
- 5.3 Lichtmikroskopie und Härtemessungen nach Vickers
- 5.4 Optisches 3D-Scanverfahren
- 77–84 6 Entwicklung des numerischen Modells 77–84
- 6.1 Modellaufbau in Simufact.forming 16
- 6.2 Methode zur umformgradabhängigen Interpolation von ZTU- und UZTU-Diagrammen mittels modifizierter Materialdatendatei in Simufact.forming
- 6.3 Methode zur detaillierten Berücksichtigung der umwandlungsbedingten und umwandlungsplastischen Dehnungen mittels Subroutine
- 6.4 Methode zur numerischen Identifizierung der Wärmeübergangskoeffizienten im Sprühkühlsystem
- 85–96 7 Numerische Prozessanalysen 85–96
- 7.1 Eigenspannungen in durchgehärteten, martensitischen Bauteilen unter Anwendung von Strategie 1A sowie 2A
- 7.2 Eigenspannungen in perlitischen Bauteilen unter Anwendung von Strategie 1B sowie 2B
- 7.3 Fazit
- 97–105 8 Experimentelle Prozessanalysen 97–105
- 8.1 Validierung der Randbedingungen für die verschiedenen Abkühlstrategien
- 8.2 Experimentell induzierte Eigenspannungen in martensitischen Bauteilen mit Strategie 1A sowie 2A
- 8.3 Experimentell induzierte Eigenspannungen in perlitischen Bauteilen mit den Strategien 1B und 2B
- 8.4 Fazit
- 106–111 9 Zusammenfassung und Ausblick 106–111
- 112–113 10 Projektbezogene Publikationen 112–113
- 114–127 11 Literaturverzeichnis 114–127
- 128–130 12 Anhang 128–130
- 131–133 13 Lebenslauf 131–133
