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C6 - Ermüdungsverhalten



Ermüdungsverhalten von blechmassivumgeformten Bauteilen

Projektstatus: laufend

Letztes Update: 30.03.2020



Mitglieder


C6 – Ermüdungsverhalten von blechmassivumgeformten Bauteilen

Mittels Blechmassivumformung hergestellte Bauteile weisen aufgrund der Prozessführung örtlich inhomogene Werkstoffeigenschaften auf. Bedingt durch unterschiedliche Prozessrouten und Umformparameter kommt es zu lokal variierenden Umformgraden und damit zu unterschiedlich stark verfestigten Bereichen. Eine zusätzliche Folge der Kaltumformung ist das Einbringen von duktiler Schädigung in Form von Poren in der Mikrostruktur. Untersuchungen der 2. Förderperiode an Proben aus blechmassivumgeformten Bauteilen haben einerseits gezeigt, dass eine größere Kaltverfestigung einen positiven Einfluss auf die Lebensdauer hat. Andererseits konnte eine Zunahme von Poren infolge zyklischer Belastung und damit ein negativer Einfluss durch steigende duktile Schädigung nachgewiesen werden. Darüber hinaus verbleiben infolge des Umformprozesses Eigenspannungen in den Werkstücken. Zugeigenspannungen begünstigen die Rissentstehung und den Rissfortschritt beim Bauteileinsatz und wirken sich daher negativ auf die Ermüdungslebensdauer der Bauteile aus.

Die beschriebenen Werkstoff- und Werkstückeigenschaften sind für eine Bauteilauslegung in Hinsicht auf den späteren Einsatz von z.B. Zahnradpaarungen zu berücksichtigen. Unter der Einwirkung zyklischer Lasten treten diese Eigenschaften in Wechselwirkung zueinander und erfordern somit eine Lebensdaueranalyse der blechmassivumgeformten Bauteile unter realen Einsatzbedingungen, da in uniaxialen Ermüdungsexperimenten diese Wechselwirkungen nicht im vollen Umfang berücksichtigt werden können. Dazu sind in der 3. Förderperiode Ermüdungsversuche in einem Zahnradprüfstand vorgesehen, womit Zahnradpaarungen im Einsatz geprüft und abhängig von den Umformparametern bei der Herstellung Grenzbelastungen ermittelt werden können.


Arbeitskreise


Veröffentlichungen

    2020

    • Besserer, H.; Herbst, S.; Nürnberger, F.: Ermüdungsprüfung von blechmassivumgeformten Bauteilen. In: Behrens, B.-A. (Hrsg.): Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Umformtechnik; 23. Umformtechnisches Kolloquium Hannover, (2020), Garbsen: TEWISS, S. 100-104

    2019

    • Clausmeyer, T.; Nürnberger, F.; Gutknecht, F.; Isik, K.; Besserer, H.; Gerstein, G.; Wernicke, S.; Schulte, R.; Tekkaya, A.; Merklein, M.; Maier, H.: Analyse und Modellierung von Schädigung und Versagen in der Blechmassivumformung. In: Merklein, M.; Behrens, B.-A.; Tekkaya, A. E. (Hrsg.): 4. Workshop Blechmassivumformung, (2019), Erlangen: FAU University Press, S. 33-60

    2018

    • Besserer, H.; Rodman, D.: Micro-Scale Residual Stress Measurement Using Focused Ion Beam Techniques and Digital Image Correlation. In: QDE2018, International Conference on Quenching and Distortion Engineering, 27.11.-29.11.2018, (2018), Nagoya, Japan, S. 32

    2017

    • Besserer, H.; Rodman, D.: Fatigue Behavior of Sheet-Bulk Metal Formed Components. In: Materials Science and Technology 2017, 08.-12.10.2017, (2017), Pittsburgh, S. 859–864
    • Besserer, H.; Rodman, D.: Ermüdungsverhalten blechmassivumgeformter Bauteile. In: Behrens, B.-A. (Hrsg.): Innovationspotenziale in der Umformtechnik. 22. Umformtechnisches Kolloquium Hannover, (2017), Garbsen: TEWISS, S. 221