Bei der Verarbeitung duktiler metallischer Blechwerkstoffe besteht im Anschluss an einen initialen Trennprozess, bei der weiteren Bauteilumformung, die Gefahr, dass die Bauteilkante vorzeitig durch die Ausbildung eines Kantenrisses versagt. Ziele dieser Forschungsarbeit sind eine Methodik zur objektiven Identifizierung der Kantenrissempfindlichkeit metallischer Werkstoffe zu konzipieren, Einflüsse auf die Empfindlichkeit herauszuarbeiten und die virtuelle Vorhersage eines Kantenversagens zu ermöglichen. Durch die Anwendung der erarbeiteten Methode „Edge-Fracture-Tensile-Test“ ist eine Reduzierung des Ressourceneinsatzes bei der Anfertigung von Blechumformbauteilen möglich.
Aktualisiert: 2023-05-04
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Im Zuge der konsequenten Umsetzung von Leichtbau in der Fahrzeugstruktur kommen zunehmend dünnwandige Druckgussbauteile zum Einsatz. Mit stetig steigender Funktionsintegration, Komplexität und Bauteilgröße wird es jedoch immer herausfordernder, geeignete wirtschaftliche Maßnahmen zur Vermeidung eines prozessbedingten Bauteilverzugs zu definieren. Die vorliegende Arbeit stellt eine Methodik für die simulationsgestützte Auslegung eines Inline-Richtprozesses für Fahrzeugstrukturteile aus Leichtmetalldruckguss zur nachträglichen Korrektur eines solchen Verzugs vor. Diese unterstützt dabei, ein Bauteil hinsichtlich seines Richtverhaltens zu charakterisieren, darauf aufbauend geeignete Werkzeuge zu dessen Steuerung zu definieren und schließlich die konkrete Durchführung eines mehrstufigen Richtvorgangs zu planen. Die Methodik wird exemplarisch anhand einer Federbeinstütze validiert.
Aktualisiert: 2022-12-13
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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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Karosseriebauteile werden überwiegend mittels umformender Fertigungsverfahren produziert. Die Einarbeitung der verwendeten Presswerkzeuge ist zeit- und kostenintensiv. Steigende Qualitätsanforderungen bei kürzeren Produktlebenszyklen machen Effizienzsteigerungen im Werkzeugbau erforderlich.
In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss des elastischen Verhaltens von Werkzeug und Presse auf den Werkzeugschluss untersucht. Dazu wird ein auf Messdaten basierendes FE-Ersatzmodell für Umformpressen entwickelt.
Weiterhin werden Ansätze zur Berücksichtigung des elastischen Verhaltens für die Auslegung der Wirkflächen von Stempel und Matrize entwickelt und validiert.
Die gekoppelte Simulation kann einen signifikanten Mehrwert bei der Auslegung von Presswerkzeugen liefern. Für eine zielführende Integration der Methodik in die industrielle Praxis werden abschließend Handlungsempfehlungen beschrieben.
Aktualisiert: 2022-11-21
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Um in einem Elektromotor die Elektrizität in Bewegungsenergie umzuwandeln, müssen Magnetfelder erzeugt und verstärkt werden. Für Letzteres kommen Elektrobleche zum Einsatz. Ihre magnetischen Eigenschaften bestimmen die Motoreffizienz. Die Arbeit widmet sich dem Prozessschritt Scherschneiden der Fertigungsfolge Stanzen, da er sich negativ auf ihr magnetisches Verhalten auswirkt. Die interdisziplinäre Herangehensweise und die Untersuchungen auf mikro- und makroskopischer Ebene erlauben es, die Wechselwirkungen zwischen fertigungsbedingten Beeinträchtigungen und Prozessparametervariationen zu identifizieren. Ergebnisse mechanischer, metallographischer und magnetischer Messungen tragen zur Verbesserung des Verständnisses der zugrundeliegenden Wirkzusammenhänge bei. Es zeigt sich, dass große Schneidspalte und verschlissene Werkzeuge die magnetischen Eigenschaften erheblich beeinträchtigen.
Aktualisiert: 2021-08-05
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Ziel der Arbeit ist die Analyse des horizontalen Verbundstranggießens von Kupferwerkstoffen im Bandformat. Das ofenabhängige Stranggießverfahren mit stationärer Gleitkokille integriert das stoffschlüssige Fügen von Zinnbronze und Kupfer direkt in deren gießtechnische Formgebung. Die Gießgeschwindigkeit, die Aufgießdicke und die intermittierende Abziehkinematik beeinflussen die Verbundqualität und legen das thermische Prozessfenster fest. Abschließend wurde die Weiterverarbeitbarkeit der gegossenen Verbundbänder durch Kaltwalzen und Scherschneiden nachgewiesen.
Aktualisiert: 2021-08-05
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Der Fokus der vorliegenden Studie liegt auf der Untersuchung der werkstoffkundlichen Zusammenhänge zwischen den thermischen Prozessbedingungen beim Verbundgießen von Kupfer und Aluminium und den resultierenden mikrostrukturellen und technologischen Eigenschaften. Es erfolgt eine Parameterstudie der bedeutendsten Prozessparameter, wie der Substrattemperatur des Kupfers, des Volumenverhältnisses von Aluminium zu Kupfer und den Kühlbedingungen. Mittels Metallographie und verschiedener Werkstoffprüfungen werden die technologischen Eigenschaften analysiert. Weiterhin wird ein numerisches Simulationsmodell erstellt, mittels dem die thermischen Verhältnisse im Gießversuch virtuell nachgestellt und weiterführende Analysen des Prozesses durchgeführt werden. Die vorgestellten Untersuchungen leisten damit einen Beitrag zum tieferen Verständnis des Verbundgießprozesses von Kupfer und Aluminium.
Aktualisiert: 2021-07-29
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Diese Dissertation zeigt eine neue Möglichkeit der zerstörungsfreien In situ-Messung von Dehnungen im Gießprozess auf. Die neue Methodik sieht das Umgießen faseroptischer Dehnungssensoren (FBG) vor, welche in der Lage sind, Gussteildehnungen in situ während des Gießprozesses zu messen. FBG stellen damit Daten aus Bauteilbereichen bereit, die von der zeitlichen oder örtlichen Situation mit konventionellen Verfahren nicht messbar wären. Die vollständige Qualifizierung von FBG als Methode zur zerstörungsfreien Dehnungsmessung ermöglicht die Ermittlung zeit- und temperaturaufgelöster Spannungszustände während des Gießprozesses, trägt somit wesentlich zu einem erweiterten Prozessverständnis bei und ermöglicht die Anwendung im realen Gießereiumfeld.
Aktualisiert: 2021-04-01
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