Bei der Herstellung von Blechbaugruppen ergeben sich für jeden Prozessschritt Abweichungen, die sich störend auf nachfolgende Fertigungsschritte auswirken. Aus den bei jedem Fertigungsschritt (Scherschneiden, Umformen, Spannen und Fügen) anfallenden Daten werden prozessübergreifende Zusammenhänge abgleitet und dadurch die Fügepunktqualität verbessert, indem ein prozessübergreifender Datenaustausch sowie die Inline- Simulation der Prozesskette entwickelt werden.
Ein speziell erarbeitetes Datenformat ermöglicht die automatisierte Verarbeitung der Prozessdaten, mit denen die Werkzeuggeometrie optimiert und die Parameter im Fügeprozess angepasst werden. Basis dafür ist die Akquirierung, Sicherung und Auswertung der Daten in einer datentechnisch gekoppelten Fertigungsumgebung. Das Datenmanagement stellt daher eine zentrale Rolle im Fertigungsprozess dar.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-578.html
Aktualisiert: 2022-06-23
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Für das Prozessverständnis von Tiefziehoperationen werden die tribologischen Bedingungen an Ziehsicken untersucht , indem Parameter wie Ziehsickenhöhe, Distanzierung, Niederhalterkraft, Ziehsickenform, Schmierstoffmenge bzw. Schmierstoffart und die Abzugsgeschwindigkeit variiert werden. Damit kann eine Ersatzmodellierung der Reibzahl vorgenommen werden, die die Prognosegüte derartiger Prozesse signifikant erhöht.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-572.html
Aktualisiert: 2022-12-22
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Ein neu entwickelter kinematischer Indikator ermittelt den möglichen Fehler, der bei der FE-Simulation von Umformprozessen aufgrund der Nichtbeachtung der kinematischen Verfestigung auftreten kann.
Dazu werden die komplexen nichtlinearen Dehnpfade aus Tiefzieh- und das Streifenzugbiegeverfahren analysiert und dabei der Einfluss eines kombinierten Materialmodells im Gegensatz zum rein isotropen oder kinematischen Materialmodell vorhergesagt.
Es werden dadurch die Bereiche in Bauteilen aufgezeigt, die am stärksten von der kinematischen Verfestigung beeinflusst werden.
https://ble-x.de/mydocs/1653
Aktualisiert: 2022-06-23
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Das Buch enthält die Veröffentlichungen zu den Vorträgen im Rahmen des Workshops. Diese hatten die neuesten Ergebnisse aus dem DFG-geförderten Transregio 73 zum Inhalt. Die Themen umfassten hierbei sowohl Umformprozesse als auch Aspekte des Verschleißes, der Schädigung, Messtechnik sowie der Simulation. Schlaglichter zu den Beiträgen aus der Wirtschaft, welche die Nutzung der Erkenntnisse in verschiedenen kommerziellen Feldern darstellten, runden den Inhalt ab.
Aktualisiert: 2020-09-10
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Für eine optimierte Aussagefähigkeit zum Formgebungsverhalten von Blechwerkstoffen, repräsentiert durch die Grenzformänderungskurve, wird das Verhalten nach einem Ziehsickendurchlauf unter Variation verschiedener Faktoren wie Niederhalterdruck, Abziehgeschwindigkeit oder der Geometrie analysiert.
Denn die Vorbelastung infolge einer Ziehsicke führt zu einer überlagerten Zug- und Wechselbiegebelastung.
https://ble-x.de/mydocs/1560
Aktualisiert: 2019-10-09
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Die Ergebnisse vervollständigen das Bild über den Einfluss der kinematischen Verfestigung auf die numerische Rückfederungsvorhersage.
Mit der entwickelten Simulationsroutine werden Prozesseinflüsse lokal analysiert und darauf basierend Parameter variiert, so dass bereits vor der Produktion Werkzeuge rückfederungskompensiert ausgelegt und aufwendige und kostenintensive Nachbearbeitungen reduziert werden können.
Aktualisiert: 2022-05-19
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Für die Herstellung komplexer Bauteile aus hochfesten Aluminiumlegierungen in einem kombinierten Abschreck- und Umformprozess werden durch eine gezielte Prozessführung die mechanischen Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Duktilität sowie die Maßhaltigkeit im Vergleich zu konventionellen Prozessketten optimiert.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Die realitätsnahe Abbildung des Werkstoffverhaltens ist ein wichtiger Aspekt der numerischen Prozessauslegung mit Hilfe der Finiten-Element-Methode. Mit den Werkstoffen AA5182, AA6016, DC06, DX54 sowie DP600 werden ein tiefziehdominierter Kreuznapf und ein streckziehdominierter Stützträger numerisch und experimentell untersucht.
Die entwickelte Parameteridentifikation verbessert die Abbildungsgenauigkeit für Stahlwerkstoffe, die in Versuchen einen stark umformgradabhängigen Verlauf der Anisotropie aufweisen. Zur Bewertung werden die Größen Blechdickenverteilung und Flanscheinzug herangezogen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Der Einsatz des Wechselbiegeversuchs als Laborversuch in einem vergleichsweise
einfachen Laborprüfstand wird zur prozessorientierten Bewertung von Materialmodellen anhand der Werkstoffe hochfester Stahl DP-K 45/78 und der Aluminiumlegierungen AA5182-O und AC170-PX analysiert. Der Abgleich mit den Ergebnissen eines Ziehprozesses zeigt, dass die Abbildung des zyklischen Verfestigungsverhaltens in dem Versuch als Mehrwert für die simulative Prozessauslegung bewertet werden kann. Sie bewirkt beim hochfesten Stahl sowohl in der Biege- als auch der Ziehoperation eine maßgebliche Verbesserung der Rückfederungsprognose.
Einen weiteren Teil des Projekts bildet die thermografisch gestützte Identifikation des Fließbeginns und die Bewertung des Nutzens für eine Blechumformsimulation.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Die Grenzformänderungskurve dient als Bewertungskriterium hinsichtlich der Umformbarkeit der Blechbauteile. Allerdings zeigt diese Methode bei modernen Leichtbauwerkstoffen Schwächen durch eine instabile Prognose und ist bei Werkstoffen mit mehreren gleichzeitig auftretenden parallelen Dehnungslokalisierungen nur bedingt anwendbar.
Neue Auswertemethoden basieren auf dem zeitlichen Verlauf der Umformhistorie. Für die Anwender wird die Sensitivität der resultierenden Ergebnisse bei Prüfung von verschiedenen Werkstoffklassen im zulässigen Rahmen der ISO 12004-2 aufgezeigt, wodurch eine bessere Interpretation der Ergebnisse ermöglicht wird.
Die Grenzformänderungskurve auf Basis der zeitlichen Auswertemethode stellt eine robuste Prozessgrenze dar.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Miniaturisierte Zugproben werden im Bereich der Werkstoffcharakterisierung zur lokalen Ermittlung mechanischer Eigenschaften, beispielsweise für die Untersuchung von Fertigungsschritten auf die finalen Bauteileigenschaften, zur Bestimmung des Restumformvermögens oder für einen lokalen Abgleich zwischen Simulation und Bauteil eingesetzt.
Die mechanischen Eigenschaften werden für zwei Stahlwerkstoffe und zwei Aluminiumlegierungen untersucht und ein Spannkonzept entwickelt, mit dem bis zu zehnfach verkleinerte Zugproben in einer Universalprüfmaschine eingespannt werden können.
Die Unterschiede zwischen den mit Mini- und der Normzugprobe ermittelten Werten für Streckgrenze, Zugfestigkeit, Gleichmaßdehnung, senkrechte Anisotropie und Verfestigungsexponent sind kleiner als die zulässigen herstellungsbedingten Abweichungen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Das übergeordnete Forschungsziel war die detaillierte Analyse der Einflüsse und der Auswirkungen vorgelochter Blechplatinen aus Stahl und Aluminium auf nachfolgende Umformoperationen, die sich durch biegedominierte Belastungen sowie durch Tiefzieh- und Streckziehoperationen auszeichnen. Von besonderem Interesse war vor allem ein resultierendes Versagen der Blechwerkstoffe. Durch eine systematische Herangehensweise wurden in diesem Projekt die Schädigungscharakteristika, die durch eine Vorlochung in der Umformzone hervorgerufen werden, in unterschiedlichen Umformprozessen untersucht. Die Finite Elemente Methode wurde ergänzend eingesetzt, um das Umform- und Schädigungsverhalten der Prozesse mit Vorloch in der Simulation zu identifizieren und zu analysieren sowie die auftretende Schädigung und das Versagen, die durch das Loch hervorgerufen werden, in Abhängigkeit des Belastungsintervalls zu prognostizieren.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Nach der Entnahme aus dem Werkzeug kommt es in den Bauteilen zur elastischen Rückfederung, die gemäß der gewünschten Sollgeometrie bereits in der Werkzeuggeometrie anpasst wird.
Unter Berücksichtigung des spannungs- und dehnungsabhängigen Bauschinger-Effekts werden Strategien zur Identifi kation des kinematischen Verfestigungsverhaltens erarbeitet und Empfehlungen zur experimentellen Durchführung, wie der Herstellung der Probenkörper, als auch zur anschließenden Modellidentifi kation gegeben.
Für verschiedene Blechwerkstoffe wird im Zug-Druckversuch, ebenen Torsionsversuch sowie einem modifizierten ASTM-Scherversuch sowohl der Einfluss der Dehnung als auch eine Abhängigkeit vom Spannungszustand untersucht und eine prozess- und werkstoffgebundene Empfehlung des Prüf- und Modellierungsverfahrens abgeleitet.
Mithilfe des entwickelten Lastwechselindikators können lastwechselbehaftete Bauteilbereiche frühzeitig evaluiert und damit die Notwendigkeit kinematischer Ansätze abgeschätzt werden.
https://www.efb.de/efb-forschungsbericht-nr-432.html
Aktualisiert: 2022-06-09
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Für die Präzision der Schädigungsvorhersage bei Blechumformprozessen ist die möglichst genaue Abbildung der Elastoplastizität von entscheidender Bedeutung.
Das in der Praxis etablierte Schädigungskriterium des Grenzformänderungsdiagramms (GFD) sagt für alle untersuchten Aluminium- und Stahlwerkstoffe den Eintritt der lokalen Einschnürung mit einem Fehler von < 15 % zuverlässig voraus.
Zwar kann das mikromechanisch motivierte Schädigungsmodell nach Gurson-Tveergard-Needleman (GTN) den Verlauf des Einschnürverhaltens abbilden, ist jedoch bezogen auf den Aufwand der Modellerstellung unverhältnismäßig.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Im Projekt wurde ein Biegeversuch für die Ermittlung des kinematischen Verfestigungsverhaltens für zwei höherfeste Stahlwerkstoffe und einen Tiefziehstahl zur Charakterisierung des Bauschinger-Effekts qualifiziert.
Er stellt eine effiziente Alternative zum Zug-Druck-Versuch dar, wobei der mechanischen Stabilität der Prüfeinrichtung jedoch eine besondere Bedeutung zukommt.
Aktualisiert: 2019-10-09
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Mit dem Wechselbiegeversuch wird die Kennwertermittlung für die Beschreibung des kinematischen Verfestigungsverhaltens von Blechwerkstoffen weiterentwickelt.
Weiterhin wird die numerisch unterstützte Ermittlungsmethodik in Bezug auf eine verbesserte Abbildungsgenauigkeit des Bauschinger-Effekts durch den Einsatz von Materialmodellen mit höherem Detaillierungsgrad erweitert.
Aktualisiert: 2019-10-09
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