Der Gegenstempeleinsatz beim Innenhochdruckumformen (IHU) von Blechen wird systematisch analysiert, um Grundlagen zur Herstellung komplexer Blechgeometrien in zukünftigen Fahrzeuggenerationen (Leichtbausweise) zu erarbeiten. Anhand der Beispielgeometrie des Stufennapfes wurden Möglichkeiten einer optimierten Formfüllung der Nebenform untersucht. Das Grundproblem einer derartigen Geometrie besteht in der frühzeitigen Anlage des Blechwerkstoffes am Werkzeug, so dass ein Nachlaufen von Werkstoff in die Nebenforrn durch Reibkräfte unterbunden wird und der versagensfreie Formfüllungsgrad vornehmlich durch die Streckzieheignung des Werkstoffes bestimmt wird. Es wurde zunächst die numerische Prozessmodellierung mit der Finiten-Elemente-Methode durchgeführt, wobei die Bestimmung der Eingangsdaten sowohl die Beschreibung der mechanischen Werkstoffeigenschaften als auch die Charakterisierung tribologischer Kenngrößen umfasste. Der verwendete modifizierte Napfziehversuch erwies sich als geeignet, Reibzahlen für die Reibpaarung Blech-Werkzeug und Blech-Blech in einer realistischen Größenordnung zu bestimmen. In Abhängigkeit zu Schmierstoff und Flächenpressung zeigten die untersuchten Werkstoffe deutlich unterschiedliche Steigerungen der Reibzahl beim Vergleich der Reibpaarung Blech-Werkzeug zu Blech-Blech. Der genauen Bestimmung der Reibzahlen für den jeweiligen Werkstoff kommt somit eine bedeutende Rolle bei der Prozessmodellierung zu, insbesondere dann, wenn eine nennenswerte Relativbewegung zweier Bleche bei der Doppelblechumformung vorliegt. Für die Modellierung des schwerpunktmäßig untersuchten Dualphasenstahls DP 500 hat sich die Verwendung der nichtquadratischen Fließortkurvenbeschreibung nach Barlat 91 mit einem Exponenten von m = 6 als geeignet erwiesen. Das Verfestigungsverhalten höherfester Stahlwerkstoffe kann mit der Fließkurvenapproximation nach Swift oder Ludwik/Hollomon erfolgen. Da die Verfestigung insbesondere bei höheren Umformgraden zu niedrig abgebildet ist, wird die Schaffung von neuen Approximationsgesetzen für diese zukünftig verstärkt eingesetzten Stahlgüten angeraten. Die Implementierung des vorliegenden Berechnungsalgorhithmus zur Bestimmung der Grenzformänderungskurve ist bereits für ein kommerziell verfügbares FEM-Paket angekündigt. Die Untersuchungen zeigen, dass grundsätzlich eine Verbesserung der Nebenformfüllung durch den entwickelten Gegenstempelprozess möglich ist und somit komplexe Leichtbauteile realisiert werden können.


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    Titel :

    Beitrag zur gezielten Beeinflussung des Werkstoffflusses beim Innenhochdruck-Umformen von Blechen


    Beteiligte:
    Vahl, Maik (Autor:in)

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2005


    Format / Umfang :

    165 Seiten, 94 Bilder, 15 Tabellen, 170 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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