Aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften wird der ebene Torsionsversuch zunehmend zur Charakterisierung von Blechwerkstoffen eingesetzt. Mit der vorliegenden Arbeit werden die Anwendungsgrenzen des ebenen Torsionsversuchs erweitert. Zu diesem Zweck werden alle am Versuch beteiligten Komponenten und Einflüsse analysiert und bewertet. Dies sind die Dehnungsmesstechnik, die Form der Probe und die Klemmung. Zusätzlich werden die theoretischen Annahmen geprüft und die Auswertung des Versuchs kritisch analysiert. Zwei neue Methoden für die Dehnungsmessung werden vorgestellt, mit denen Fließkurven mit wahren Vergleichsformänderungen bis zu 3,0 bestimmt werden. Zudem wird der Einfluss der Dehnungslokalisierung in Scherversuchen auf den Messfehler bei der DIC-Messung experimentell und analytisch untersucht. Fließkurven mit den höchsten Vergleichsformänderungen können durch die Entwicklung von Proben mit umlaufender Nut bestimmt werden, welche keinen störenden Einfluss durch die innere Klemmung haben. In dieser Arbeit wurde ein signifikanter Einfluss der Nutfertigung auf die erreichbaren Bruchdehnungen festgestellt. Drei neue Probenformen werden vorgestellt, um Fließkurven ohne Lokalisierung der Dehnung zu bestimmen, die kinematische Verfestigung bis zu sehr hohen Vordehnungen effektiv zu charakterisieren und die Eigenschaften unter Scherbelastung in anderen Ebenen des Bleches zu bestimmen. Eine analytische Analyse der inneren Klemmung zeigt auch, dass ringförmige Klemmungen mit radialen Riffeln ideal geeignet sind, um hohe Drehmomente ohne Durchrutschen der Probe zu übertragen. Zuletzt werden die Charakterisierung sehr dünner Bleche ohne Faltenbildung mittels mehrlagiger geklebter Probenstapel und die Charakterisierung von Rohren und gekrümmten Bauteilen beschrieben.
Aktualisiert: 2021-03-18
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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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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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