Torsions-Umformsimulator mit Abschreck- und Dilatometrieeinheit
Final Report Abstract
Durch die durchgeführte Maßnahme wurden die Möglichkeiten zur Materialdatenermittlung und physikalischen Simulation von Umformprozessen deutlich erweitert. Besonders hervorzuheben sind zwei Forschungsprojekte, die ohne den Einsatz des neuen Prüfstandes nicht zu realisieren gewesen wären. Im Rahmen des DFG Schwerpunktprogramms „Fügen durch plastische Deformation“ (SPP 1640) wurde die neue Prüftechnik in den ersten beiden Antragsphasen genutzt, um einen Grundversuch zu entwickeln, der die Verhältnisse beim Walzplattieren abbildet. Zu diesem Zweck wurden geteilte Proben verschiedener Werkstoffe unter Aufbringen von Druck- und Scherbelastung bei Temperaturen, die dem Warmwalzen von Aluminiumlegierungen entsprechen, verbunden und direkt im Anschluss die Verbundfestigkeit geprüft. Ausgehend von den ermittelten Daten konnten Modelle entwickelt werden, die das beobachtete Verbindungsverhalten in Abhängigkeit der Prozessrandwerte beschreiben. Zur Realisierung des komplexen Grundversuchs wurde eine Prüfanlage benötigt, die es ermöglicht, kombinierte Belastungen aus Zug, Druck und Torsion bei erhöhten Temperaturen reproduzierbar abzubilden. Dies war mit der im Großgeräteantrag bewilligten Prüfanlage realisierbar. Ebenfalls profitierte ein Projekt aus dem Förderprogramm „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ von dem neuen Großgerät. In diesem Projekt war es das Ziel, mit reduziertem Versuchsaufwand Materialmodelle für die Mikrostrukturentwicklung zu erstellen. Die sehr hohe Messgenauigkeit der Versuchsanlage in Bezug auf Kräfte und Längenänderungen führte im Rahmen des Projekts zu einer erhöhten Ergebnisgüte. Darüber hinaus ermöglichte die induktive Probenerwärmung eine deutlich flexiblere Prüfung unterschiedlicher Temperaturen, als dies bei Anlagen mit Strahlungsöfen möglich ist. Zudem ermöglicht die integrierte Gasabschreckung eine Abkühlung der Proben direkt im Anschluss an den Umformvorgang. Dies ist besonders bei der Ermittlung von Rekristallisationsmodellen von entscheidender Bedeutung, da so der eingestellte Gefügezustand „eingefroren“ werden kann. Ein drittes Projekt in den das beantragte Großgerät eingesetzt wurde ist das Teilprojekt B2 des Excellenz Clusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“. In diesem Projekt konnte die Materialcharakterisierung der Mikrostrukturentwicklung bei der Herstellung von Getriebekomponenten deutlich erweitert werden.
Publications
- A finite element framework for the evolution of bond strength injoining-by-forming processes. Journal of Materials Processing Technology 214 (2014) 2156–2168
Bambach, M.; Pietryga, M.; Mikloweit, A.; Hirt, G.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2014.03.015) - Development of a Testing Procedure to Determine the Bond Strength in Joining-by-Forming Processes. AMR (Advanced Materials Research)
Mikloweit, A.; Bambach, M.; Pietryga, M. P.; Hirt, G.
(See online at https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.966-967.481) - Selected processes and modeling techniques for rolled products. Procedia Engineering
Hirt, G.; Senge, S.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.09.124) - Using data sampling and inverse optimization for the reduction of the experimental effort in the characterization of hot working behaviour for a case hardening steel. Key Engineering Materials
Krämer, A. M.; Lohmar, J.; Bambach, M.; Hirt, G.
(See online at https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.651-653.1351) - Improving the crash behavior of structural components made of advanced high strength steel by local heat treatment International Deep Drawing Research Group 2016 (IDDRG), Conference proceedings
Conrad, L.; Daamen, M.; Hirt, G.; Bambach, M.
(See online at https://dx.doi.org/10.1088/1757899X/159/1/012024)
