Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg



Untersuchung eigenspannungsrelevanter Elementarvorgänge bei fließgepressten Bauteilen in der Herstellungs- und Betriebsphase (DFG - SPP 2013)



Projektstatus: laufend

Mitarbeiter


 

Eigenspannungen in umformtechnisch hergestellten Bauteilen haben einen entscheidenden Einfluss auf deren Einsatzverhalten. Bislang fehlen grundlegende Kenntnisse zur Entstehung und gezielten Nutzung von umforminduzierten Eigenspannungen. Das vorliegende Forschungsvorhaben verfolgt vor diesem Hintergrund die übergeordnete Zielsetzung, eigenspannungsrelevante Prozessparameter beim Kaltfließpressen von Stahlbauteilen zu identifizieren, verfahrensseitige Möglichkeiten zur gezielten Einstellung und Optimierung zu erforschen und die umforminduzierten Eigenspannungen für eine gezielte Beeinflussung des Betriebsverhaltens zu nutzen. Insbesondere soll in der ersten Phase Wissen zur Eigenspannungsentstehung und -relaxation generiert werden.

Für eine detaillierte numerische Analyse der Eigenspannungsentstehung auf mikroskopischer Ebene wird eine über Subroutinen gekoppelte „virtuelle Lupe“ in die makroskopische Prozesssimulation integriert. Durch eine dehnratenabhängige und gradientenerweiterte Kristallplastizität werden Korndeformationen und Dichten der für Eigenverzerrungen verantwortlichen kinematisch notwendigen Versetzungen berechnet. Neben der Ausbildung wird so auch die Relaxation der Eigenspannungen untersucht. Sowohl in der Entstehungs- als auch in der Relaxationsphase erfolgt ein Abgleich von Simulation und Experiment im Sinne einer Beurteilung der Prognosequalität der numerischen Ansätze.

Die gewonnenen Erkenntnisse werden zur gezielten Beeinflussung des Betriebsverhaltens genutzt, wobei in der ersten Phase die Beständigkeit der umforminduzierten Eigenspannungen im Vordergrund steht. In späteren Phasen sollen die Eigenspannungen auch zur Steuerung der zyklischen Festigkeit genutzt werden.

Das Projekt ist Teil des DFG Schwerpunktprogramms SPP2013 "Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen".

 

jt SPP2013 deutsch klein

 


Forschungsgruppen


Letztes Update: 09.01.2018