Dr.-Ing. Franz Hauer
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Egerlandstraße 5
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Die Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück ist ein bedeutender Einflussfaktor in der Blechmassivumformung. Sie hat großen Einfluss auf die Produktqualität und die Prozesskräfte. Zur gezielten Beeinflussung der Reibung werden Tailored Surfaces eingesetzt. Das Ziel dieses Teilprojektes ist es den Kontakt zwischen Werkzeug und Werkstück numerisch zu simulieren und ein konstitutives Reibgesetz für Tailored Surfaces zu entwickeln. Besondere Beachtung finden dabei Oberflächenrauheiten und Schmierstoffe. Ein wesentliches Merkmal von Umformprozessen sind hohe Kontaktnormalspannungen, die zur plastischen Deformation von Oberflächenrauheiten führen. Diese plastischen Deformationen sollen im numerischen Modell erfasst werden.
Anhand von Simulationen mittels eines Halbraummodells wird das elasto-plastische Kontaktverhalten rauer Oberflächen analysiert. Da im Halbraummodell nur die Oberfläche der Kontaktkörper diskretisiert werden muss, und nicht das Volumen, wie in einem Finite-Elemente-Modell, ergeben sich deutlich reduzierte Berechnungszeiten bei feiner Auflösung der rauen Oberfläche. Das Halbraummodell wurde anhand experimenteller Untersuchungen validiert und kalibriert. Auf Basis der numerischen und experimentellen Ergebnisse wurde ein Reibgesetz abgeleitet und als Reib-Subroutine in das Finite-Elemente-System implementiert und steht zur Nutzung in Umformsimulationen zur Verfügung.
Projekte
- C1 - Reibgesetz (Förderperiode 2)
Konstitutives Reibgesetz zur Beschreibung und Optimierung von Tailored Surfaces
Arbeitskreise
Veröffentlichungen
2015
- Beyer, F.; Hauer, F.; Willner, K.: Development of a Constitutive Friction Law based on the Frictional Interaction of Rough Surfaces37(2015)4, S. 400-412
2014
- Hauer, F.: Die elasto-plastische Einglättung rauer Oberflächen und ihr Einfluss auf die Reibung in der Umformtechnik. In: Schriftenreihe Technische Mechanik, 12(2014), veröffentlicht
2013
- Hauer, F.; Willner, K.: Development of a friction law respecting plastic surface smoothing. In: Key Engineering Materials (Hrsg.): 554(2013), Durnten - Zurich: Trans Tech Publications Ltd, S. 1471-1477
2012
- Breitsprecher, T.; Hense, R.; Hauer, F.; Wartzack, S.; Biermann, D.; Willner, K.: Acquisition of heuristic knowledge for the prediction of the frictional behavior of surface structures created by self-excited tool vibrations. In: Key Engineering Materials, 504(2012), Trans Tech Publications, S. 963-968
- Hauer, F.; Willner, K.: Halfspace Simulation of Rough Surface Contact in Metal Forming. In: Proc. 10th World Congress on Computational Mechanics, ISBN 978-85-86686-70-2, (2012), auf CD veröffentlicht
2011
- Hauer, F.; Vierzigmann, U.; Willner, K.; Engel, U.: Numerical simulation of friction in metal forming using a halfspace model. In: AIP Conference Proceedings, The 14th International ESAFORM Conference on Material Forming Esaform 2011, doi: 10.1063/1.3589482, 1353(2011), S. 1741-1746
- Hauer, F.; Willner, K.: Elastic-plastic halfspace simulation. In: Proceedings of the 82st Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, doi: 10.1002/pamm.201110101, (2011), S. 219-220
- Hauer, F.; Willner, K.: Halfspace modeling of elastic-plastic contact of rough surfaces. In: Computational Plasticity XI - Fundamentals and Applications, COMPLAS XI, (2011), S. 965-975
- Breitsprecher, T.; Hense, R.; Hauer, F.; Biermann, D.: Akquise von heuristischem Wissen für die Prädiktion von Oberflächenstrukturen beim Fräsen mit regenerativen Werkzeugschwingungen. In: DFG SFB TR 73 (Hrsg.): Tagungsband zum 1. Erlanger Workshop Blechmassivumformung 2011, (2011), S. 77-96
2010
- Hauer, F.; Willner, K.: Normal contact simulation of non-Gaussian fractal surfaces. In: Proceedings of the 81st Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, doi>10.1002/pamm.201010198, 10(2010), S. 411-412
Vorträge
2012
- 14.03.2012: Breitsprecher, T.; Hense, R.; Hauer, F.: Acquisition of heuristic knowledge for the prediction of the frictional behavior of surface structures created by self-excited tool vibrations, ESAFORM 2012, Erlangen
- 11.07.2012: Hauer, F.; Willner, K.: Halfspace Simulation of Rough Surface Contact in Metal Forming, 10th World Congress on Computational Mechanics, Sao Paulo, Brasilien
2011
- 21.04.2011: Hauer, F.; Willner, K.: Elastic-plastic halfspace simulation, GAMM 2011, Graz, Österreich
- 28.04.2011: Hauer, F.; Vierzigmann, U.; Willner, K.; Engel, U.: Numerical simulation of friction in metal forming using a halfspace model, ESAFORM 2011, Belfast, UK
- 17.06.2011: Willner, K.; Hauer, F.: A fully plastic halfspace formulation for the contact of rough surfaces, Hannover
- 25.07.2011: Willner, K.; Hauer, F.: A fully plastic halfspace formulation for the contact of rough surfaces, Minneapolis, MN
- 08.09.2011: Hauer, F.; Willner, K.: Halfspace Modeling of Elastic-plastic Contact of Rough Surfaces, XI International Conference on Computational Plasticity, Barcelona
2010
- 23.03.2010: Hauer, F.; Willner, K.: Normal contact simulation of non-Gaussian fractal surfaces, GAMM 2010, Karlsruhe
- 18.05.2010: Hauer, F.; Willner, K.: Elastic-plastic contact simulation using halfspace theory, ECCM 2010, IV European Conference on Computational Mechanics, Paris
