Die Kantenrissbildung beim Warmbandwalzen der Nickelbasislegierung Alloy C-276 wurde mit der Finiten Elemente Methode untersucht. Hierzu wurde das Materialmodell von Gologanu-Leblond mit dem Warmfließmodell von Sellars und dem Versagensmodell von Brown-Embury kombiniert. Die benötigten Materialparameter wurden aus Warmfließkurvenfeldern und metallographischen Untersuchungen ermittelt. Der Ort der Rissentstehung konnte präzise simuliert werden. Durch die Variation verschiedener Parameter des Warmwalzprozesses konnten Maßnahmen abgeleitet werden, durch welche das Ausmaß der Kantenrissbildung verringert wird.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Analyse von Lötstellenmerkmalen vor und nach thermomech. Belastung wird mit der Beanspruchungssimulation des Lötkontakts kombiniert, um eine aussagekräftige Lebensdauermodellgleichung zu erzeugen.
Aktualisiert: 2022-09-08
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Standardwerkzeug FEM
Im Entwicklungsprozess technischer Kunststoff- und Elastomerbauteile hat die Finite Elemente Methode eine immer höhere Bedeutung. Neben Versuchsdaten und Erfahrungen von Anwendern sind Simulationsergebnisse oft eine wertvolle Hilfe zur Beurteilung der technischen Leistungsfähigkeit des geplanten Produkts.
Umfassender Praxisleitfaden
Der Leser soll in die Lage versetzt werden, Problemstellungen aus der Praxis eigenständig, methodisch nachvollziehbar und werkstoffgerecht lösen sowie die Aussagekraft einer Simulation bewerten zu können.
Jetzt in 2. Auflage: deutlich erweitert und komplett überarbeitet
- Die Thematik der Materialmodellierung, insbesondere von spritzgegossenen kurzfaserverstärkten Bauteilen, wurde erweitert und aktualisiert (Kapitel 2).
- In Kapitel 3 wird der Themenbereich der Festigkeitsbewertung von thermoplastischen Kunststoffbauteilen in deutlich erweitertem Umfang besprochen.
- Im neuen Kapitel 4 werden aktuelle Entwicklungen im Bereich der Betriebsfestigkeit von Elastomeren beschrieben.
- Der Bereich der integrativen Simulation im Sinne einer Kopplung der Spritzgießsimulation und der Struktursimulation wird in vergrößertem Umfang in Kapitel 5 dargestellt.
- Im ebenfalls neuen Kapitel 6 wird in leitfadenähnlichem Charakter ein Vorschlag zu einer strukturierten Vorgehensweise für den Festigkeitsnachweis von thermoplastischen Bauteilen angeboten.
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Aktualisiert: 2022-10-11
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Aktualisiert: 2023-04-01
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-04-11
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Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll das temperaturabhängige Verhalten von Silikonelastomeren unter mechanischer Belastung untersucht werden. Ziel ist es, die erforderlichen Kennwerte, für die Verwendung in einem geeigneten Materialgesetz, zu gewinnen. Dazu sind geeignete Versuchsaufbauten zu entwickeln und anhand von Kennwerten aus genormten Prüfabläufen zu verifizieren. Die experimentell zu bestimmenden temperaturabhängigen Kennwerte, bilden die Datenbasis für die entsprechenden FEM-Simulationsmodelle. Des Weiteren sind die Werkstoffe hinsichtlich ihrer Kompressibilität zu prüfen und die Ergebnisse sind im Simulationsmodell zu berücksichtigen. Eine umfassende Charakterisierung des temperaturabhängigen Werkstoffverhaltens von Silikonelastomeren sowie die Untersuchung der
Kompressibilitätsbedingung, wurden für die konstruktive Auslegung mechatronischer Komponenten bisher nicht durchgeführt.
Aktualisiert: 2020-06-05
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Standardwerkzeug FEMIm Entwicklungsprozess technischer Kunststoff- und Elastomerbauteile hat die Finite Elemente Methode eine immer höhere Bedeutung. Neben Versuchsdaten und Erfahrungen von Anwendern sind Simulationsergebnisse oft eine wertvolle Hilfe zur Beurteilung der technischen Leistungsfähigkeit des geplanten Produkts.
Umfassender PraxisleitfadenDer Leser soll in die Lage versetzt werden, Problemstellungen aus der Praxis eigenständig, methodisch nachvollziehbar und werkstoffgerecht lösen sowie die Aussagekraft einer Simulation bewerten zu können. Jetzt in 2. Auflage: deutlich erweitert und komplett überarbeitet- Die Thematik der Materialmodellierung, insbesondere von spritzgegossenen kurzfaserverstärkten Bauteilen, wurde erweitert und aktualisiert (Kapitel 2).- In Kapitel 3 wird der Themenbereich der Festigkeitsbewertung von thermoplastischen Kunststoffbauteilen in deutlich erweitertem Umfang besprochen.- Im neuen Kapitel 4 werden aktuelle Entwicklungen im Bereich der Betriebsfestigkeit von Elastomeren beschrieben.- Der Bereich der integrativen Simulation im Sinne einer Kopplung der Spritzgießsimulation und der Struktursimulation wird in vergrößertem Umfang in Kapitel 5 dargestellt.- Im ebenfalls neuen Kapitel 6 wird in leitfadenähnlichem Charakter ein Vorschlag zu einer strukturierten Vorgehensweise für den Festigkeitsnachweis von thermoplastischen Bauteilen angeboten.
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Aktualisiert: 2023-04-13
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Standardwerkzeug FEMIm Entwicklungsprozess technischer Kunststoff- und Elastomerbauteile hat die Finite Elemente Methode eine immer höhere Bedeutung. Neben Versuchsdaten und Erfahrungen von Anwendern sind Simulationsergebnisse oft eine wertvolle Hilfe zur Beurteilung der technischen Leistungsfähigkeit des geplanten Produkts.
Umfassender PraxisleitfadenDer Leser soll in die Lage versetzt werden, Problemstellungen aus der Praxis eigenständig, methodisch nachvollziehbar und werkstoffgerecht lösen sowie die Aussagekraft einer Simulation bewerten zu können. Jetzt in 2. Auflage: deutlich erweitert und komplett überarbeitet- Die Thematik der Materialmodellierung, insbesondere von spritzgegossenen kurzfaserverstärkten Bauteilen, wurde erweitert und aktualisiert (Kapitel 2).- In Kapitel 3 wird der Themenbereich der Festigkeitsbewertung von thermoplastischen Kunststoffbauteilen in deutlich erweitertem Umfang besprochen.- Im neuen Kapitel 4 werden aktuelle Entwicklungen im Bereich der Betriebsfestigkeit von Elastomeren beschrieben.- Der Bereich der integrativen Simulation im Sinne einer Kopplung der Spritzgießsimulation und der Struktursimulation wird in vergrößertem Umfang in Kapitel 5 dargestellt.- Im ebenfalls neuen Kapitel 6 wird in leitfadenähnlichem Charakter ein Vorschlag zu einer strukturierten Vorgehensweise für den Festigkeitsnachweis von thermoplastischen Bauteilen angeboten.
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Aktualisiert: 2023-04-13
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Diese Dissertation befasst sich mit der Maßstabsvergrößerung von zellfreien Proteinbildungsprozessen. Dabei ist ein Versuchsreaktor mit einem Reaktionsvolumen von 50 ml und Sauerstoffversorgung über Festkörperdiffusion entwickelt und zur Versorgung der Reaktionen verwendet worden. Diese Abhandlung gibt einen Einblick auf den Versuchsreaktor und aufgestellte mathematische Modelle, die in FEM-Simulationen zur Reaktorauslegung Verwendung fanden.
Aktualisiert: 2022-09-20
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Aktualisiert: 2023-04-03
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Die Kantenrissbildung beim Warmbandwalzen der Nickelbasislegierung Alloy C-276 wurde mit der Finiten Elemente Methode untersucht. Hierzu wurde das Materialmodell von Gologanu-Leblond mit dem Warmfließmodell von Sellars und dem Versagensmodell von Brown-Embury kombiniert. Die benötigten Materialparameter wurden aus Warmfließkurvenfeldern und metallographischen Untersuchungen ermittelt. Der Ort der Rissentstehung konnte präzise simuliert werden. Durch die Variation verschiedener Parameter des Warmwalzprozesses konnten Maßnahmen abgeleitet werden, durch welche das Ausmaß der Kantenrissbildung verringert wird.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll das temperaturabhängige Verhalten von Silikonelastomeren unter mechanischer Belastung untersucht werden. Ziel ist es, die erforderlichen Kennwerte, für die Verwendung in einem geeigneten Materialgesetz,
zu gewinnen.
Aktualisiert: 2020-06-05
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Das Umformverhalten einer Blechplatine bei der Herstellung der Einzelbauteile einer Automobilkarosserie wird in der Engineeringphase, also vor der Werkzeugfertigung, mit Hilfe von Finite-Element-Simulationssystemen beurteilt. Die Berechnung der ersten Umformung - Karosseriebauteilziehen -, die anschließende Abbildung des Vollbeschnittes durch das Löschen der entsprechenden Elemente und die Berechnung des danach auftretenden Bauteilaufsprungverhaltens mit linearen Schalenelementen sowie die Beurteilung des Versagens und der Faltenbildung sind Stand der Technik.
Die Abbildung des inneren Spannungszustands im Material während und am Ende der Umformung ist dabei der Ausgangszustand für die Aufsprungberechnung.
Die in dieser Arbeit behandelte realitätsnahe simulative Vorhersage des Aufsprungverhaltens der Blecheinzelbauteile nach der Umformsimulation ermöglicht eine geometrische Kompensation des Aufsprungverhaltens auf Basis der Simulation, die in den realen Umformwerkzeugen umgesetzt wird.
Aktualisiert: 2018-10-22
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Beim Schweißen, thermischen Beschichten, Umformen und Schneiden freigesetzte
Eigenspannungen beeinflussen das Umformverhalten in Prozessketten und haben
Auswirkungen auf die Widerstandsfähigkeit von Oberflächen und Schweißverbindungen
vor allem gegen Ermüdung und Korrosion. Daher sind das Verständnis und die
Vorhersagbarkeit von Eigenspannungen thermisch bedingter Formänderungen von großem
Interesse. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass insbesondere das spezifische
Werkstoffverhalten der unterschiedlichen Stahlsorten infolge des durchlaufenden
thermischen Zyklus einen wesentlichen Einfluss auf die Eigenspannungsverteilung hat und
wie dieses zuverlässig modelliert werden kann. Dies wird sowohl an geschweißten als auch
thermisch umgeformten und vorgespannten Werkstücken aus stark mechanisch -
verfestigenden austenitischen Stählen als auch an dem umwandelnden Konstruktionsstahl
S355 und dem Einsatzstahl 20MnCr5 gezeigt. Weiter wird der Einfluss der
Werkstückgeometrie auf die freigesetzten Eigenspannungen untersucht.
Aktualisiert: 2020-02-17
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Die im Stand der Technik beschriebenen Modelle zur mathematischen Beschreibung
der Reibung und des Wärmeübergangs in der Wirkfuge von Schmiedeprozessen
basieren zumeist auf einem veralteten Stand an Möglichkeiten zur Untersuchung
dieser Größen. Die zugrunde liegenden FEM-Programmversionen sowie die verfügbare
Rechnerleistung zur Bewältigung des Berechnungsaufwandes ließen in der
Regel nur zweidimensionale numerische Modelle zu, die zudem lediglich eine starre
Betrachtung der formgebenden Werkzeuge enthielten. Dies führte jedoch stets zu
einer stark fehlerbehafteten Modellbildung der Reibung und des Wärmeübergangs.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Reib- und eines Wärmeübergangsmodells
zur Erhöhung der FEM-Simulationsgenauigkeit von Schmiedeprozessen. Damit soll
ein Beitrag geleistet werden, die Grenzen der Schmiedetechnologie mit modernen
Methoden zu erweitern und somit die Zukunftsfähigkeit dieser Technologie zu
sichern.
Ein wesentlicher Aspekt dieser Arbeit ist u. a. die genaue Beschreibung des Kontaktdrucks
in der Wirkfuge, das die Grundlage für die optimierte Beschreibung der
Reibung und des Wärmeübergangs und somit auch der Materialeigenschaften bildet.
Dies erfolgt auf Basis elastisch modellierter Werkzeuge, die zudem eine lokal und
zeitlich variable Berechnung der Werkzeugoberflächentemperaturen erlauben. Mit
Hilfe dieser optimierten Beschreibung des Kontaktdrucks und der Oberflächentemperaturen
wird es ermöglicht, eine präzisere Modellierung des Wärmeübergangs in
Abhängigkeit des Kontaktdrucks und der Fließspannung des Werkstücks an der
Oberfläche zu erreichen. Die genaue Bestimmung des Wärmeübergangs verhilft
wiederum zur genaueren Berechnung der lokalen Fließspannung und der Werkstückschrumpfung,
die wiederum maßgeblich den Kontaktdruck in der Wirkfuge
bestimmt. Die beschriebenen Eingangsdaten bilden die Grundlage für eine kontaktdruck-
und fließspannungsabhängige Beschreibung der lokal vorliegenden Reibung.
Dazu erfolgt die dreidimensionale FEM-Modellierung von Schmiedeprozessen auf
Basis der heute verfügbaren FEM-Software und leistungsfähigen Mehrprozessor-
Rechner. Zur Untersuchung des Wärmeübergangs wird ein Schmiedeprozess zur
Herstellung eines geradverzahnten Zahnrades betrachtet. Die messtechnische
Erfassung der Temperaturverhältnisse erfolgt mit Hilfe einer modernen Thermografiekamera
mit hohem Auflösungsvermögen. Zur Untersuchung der Reibverhältnisse
beim Schmieden wird ein Versuchsstand auf Basis des Napf-Rückwärts-
Fließpressprozesses entwickelt, der aufgrund der hohen Kontaktdrücke und der
hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen Werkstück und Werkzeug sowie der
Oberflächenvergrößerung des Werkstücks in idealer Form die Zustände in der
Wirkfuge beim Schmieden repräsentiert. Die Ergebnisse bilden anschließend die
Grundlage zur Modellbildung für die Wärmeübergangs- und Reibungsbeschreibung.
Aktualisiert: 2019-10-17
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ln dieser Arbeit wurden skalierte Streifenziehen mit doppelter Umlenkung und Tiefziehen experimentell durchgeführt. Aus den experimentellen Daten wurden die größenabhängigen Reibfunktionen ermittelt. Sie wurden in die FEM-Simulation implementiert, um die größenabhängige FEM-Simulation für die Blechumformung zu realisieren, sodass die durch die numerische Berechnung ermittelten Stempelkraft-Weg-Verläufe den experimentellen Verläufen besser entsprechen. Die Reibfunktion beim Tiefziehen wurde bei der Simulation für das Tiefziehen rechteckiger Werkstücke eingesetzt. Durch die Analyse der Ursachen des tribologischen Größeneffekts ist festzustellen, dass die Schmiertaschen-Theorie beim Tiefziehen auch gilt.
Aktualisiert: 2020-02-17
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Aktualisiert: 2023-04-04
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