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Versagensanalyse unter prozessnaher Vorbelastung durch überlagerte Zug- und Wechselbiegebelastung

AiF-Nr.:

18328N

EFB-Nr.:

08/114

Kurztitel:

Versagensanalyse Zug-Wechselbiegen

Laufzeit:

01.02.2016 - 31.01.2018

Forschungsstelle:

LFT Erlangen


Projektbeschreibung

Vor dem Hintergrund steigender Anforderungen bei gleichzeitiger Zielsetzung einer Reduktion des Kraftstoffbedarfs gewinnt der moderne Leichtbau zunehmend an Bedeutung. Den Herausforderungen an die numerisch gestützte Methodenauslegung für die Umsetzung der Designvorgaben kann mittels einer gesteigerten Qualität der Eingangsdaten für die numerische Simulation zur Vorhersage des Versagensverhaltens begegnet werden. Vor allem beim Einsatz von Ziehsicken im Werkzeug ergibt das Versagenskriterium der Grenzformänderungskurve in der Umformsimulation aufgrund des Auftretens von nicht-linearen Dehnungspfaden eine unzureichende Vorhersagegenauigkeit der Zuginstabilität. Das primäre Ziel des Forschungsvorhabens ist die gezielte Analyse des Versagens unter prozessnahen Bedingungen zur Verbesserung der Aussagefähigkeit der Grenzformänderung für die numerische Simulation bei Vorbeanspruchung des Werkstoffs unter überlagerter Zug- und Wechselbiegebelastung. Die gewonnen Erkenntnisse dienen der systematischen Verbesserung der numerischen Auslegung unter Berücksichtigung einer optimalen Ausnutzung der Prozessgrenzen des eingesetzten Werkstoffs. Ein überlagerter Spannungszustand aus Zug- und Wechselbiegespannung tritt vor allem im Flanschbereich der Platine, infolge des Einsatzes einer Ziehsicke im Umformprozess, auf. Die daraus resultierende Vordehnung des Werkstoffs erhöht den Fließbeginn bei Wiederbelastung und kann zur Erhöhung der Versagensgrenze des Werkstoffs beitragen. Das Außerachtlassen der Vorbelastung und der damit einhergehenden Veränderung des Werkstoffverhaltens bei der numerischen Prozessauslegung führt zu einem deutlichen Unterschätzen der maximal erreichbaren Ziehtiefe im Vergleich zum realen Werkstoffverhalten und resultiert in einem nicht hinreichenden Ausnutzen der Prozessgrenzen des Werkstoffs. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird gezielt das Versagen des Werkstoffs
infolge der eingebrachten Beanspruchung durch eine Ziehsicke analysiert.


 

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