Entwicklung einer Methodik für die Abbildung von Beschichtungsmitteln in FEM-Warmumformsimulationen

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über die wichtigsten Einflussfaktoren beim Gesenkschmieden von beschichteten Bauteilen. Es werden Reibungsmechanismen beschrieben, mathematische Modelle für deren Berücksichtigung in der Warmumformsimulation vorgestellt, die physikalischen Grundlagen der Wärmeübertragung (Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung) zusammengefasst und die grundlegende Funktionsweise von Thermoelementen und Wärmebildkameras vermittelt. Im Rahmen dieser Arbeit werden anhand von Versuchen Methoden vorgestellt, um thermophysikalische Eingangsparameter (Konvektions- und Emissionskoeffizienten) für die FEM-Simulation zu ermitteln. Der Einfluss von Beschichtungsmitteln auf den Umformkraftverlauf bzw. die Reibung wird anhand von Bauteilversuchen an einer Spindelpresse untersucht. Im Simulationsteil wird zunächst anhand von Simulationsstudien der Einfluss verschiedener Parameter auf die Simulationsergebnisse erforscht. Anschließend wird eine Methodik gezeigt, um die versuchstechnisch ermittelten Daten für den Einsatz im Simulationsprogramm DEFORM der Firma SFTC aufzubereiten. Die real durchgeführten Bauteilversuche werden mit unterschiedlichen Einstellungen nachsimuliert. Durch Vergleichen der simulierten und gemessenen Umformkraftverläufe werden geeignete Reibmodelle und passende Parameter zur möglichst genauen Abbildung von Beschichtungsmitteln in der Simulation bestimmt. Die in dieser Arbeit vorgestellten Methoden können als Grundlage dienen, um weitere Kombinationen aus Werkstoff und Beschichtungsmittel zu untersuchen und in der umformtechnischen Simulation zu berücksichtigen.

Details

Titel in ÜbersetzungDevelopment of a Methodology for the Representation of Coating Agents in Hot Forming Simulations
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung8 Apr 2022
StatusVeröffentlicht - 2022