TR73

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C6 - Ermüdungsverhalten (Förderperiode 2)



Ermüdungsverhalten von blechmassivumgeformten Bauteilen

Projektstatus: abgeschlossen

Letztes Update: 23.01.2017



Mitglieder


Im Rahmen des Teilprojekt C6 - „Ermüdungsverhalten“ werden die Mechanismen der Materialermüdung infolge zyklischer Beanspruchung eines blechmassivumgeformten Bauteils untersucht. Dabei sind Fehlstellen in der Mikrostruktur, die durch die hohen Umformgrade bei Prozessen der Blechmassivumformung entstehen bzw. wachsen, mögliche Rissinitiatoren und haben einen bislang noch unerforschten Einfluss auf die Lebensdauer des Bauteils.  

Zur Untersuchung des Ermüdungsverhaltens werden aus BMU-Bauteilen Miniaturproben entnommen und mit einer zyklischen Belastung im Niedriglastwechselbereich auf ihre Lebensdauer geprüft. In der Abbildung dargestellt sind dazu beispielhaft Ergebnisse von Ermüdungsversuchen an Proben die aus prozessangepassten Tailored Blanks (TP A1) entnommen wurden. Hier sind als Prozessvarianten zwei verschiedene Umformkräfte untersucht und mit dem Ausgangszustand des Blechhalbzeugs verglichen worden.

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 Bild: Ergebnisse von Ermüdungsversuchen an Proben aus Tailored Blanks

 

Darüber hinaus sind mit Hilfe eines Mikro-Zug-Druck-Moduls in-situ Untersuchungen an Miniaturproben im Rasterelektronenmikroskop vorgesehen, an denen der Einfluss einer Wechsellast auf die Mikrostruktur unmittelbar beobachtet werden kann. Die auf diese Weise erhaltenen Daten sollen zu einem Modell zur Beschreibung der Lebensdauer zusammengeführt werden. Dabei werden mikrostrukturelle Ansätze zur Beschreibung der Vorschädigung mit einer kontinuumsmechanischen Beschreibung der Rissausbreitung zur Lebensdauerprognose verbunden. Die Rissausbreitung wird wiederum an Miniatur-Kompaktzugproben mit gezielt eingestellten Gefügezuständen untersucht. Mit diesen Untersuchungen wird das Modell zur Berechnung einer Lebensdauerprognose ergänzt.

proben entnahme c6       

Bild: Schema der Probenpräparation (links), Mikro-Zug-Druck-Modul (rechts) 


Arbeitskreise


Veröffentlichungen

    2016

    • Besserer, H.; Dalinger, A.; Rodman, D.; Nürnberger, F.; Hildenbrand, P.; Merklein, M.; Maier, H.: Induction heat treatment of sheet-bulk metal formed parts assisted by water-air spray cooling. In: Steel Research International, 87(2016)9, S. 1220-1227
    • Besserer, H.; Hildenbrand, P.; Gerstein, G.; Rodman, D.; Nürnberger, F.; Merklein, M.; Maier, H.: Ductile Damage and Fatigue Behavior of Semi-Finished Tailored Blanks for Sheet-Bulk Metal Forming Processes. In: Journal of Materials Engineering and Performance, 25(2016)3, S. 1136-1142
    • Besserer, H.; Gerstein, G.; Dalinger, A.; Jablonik, L.; Rodman, D.; Nürnberger, F.: Ion Beam Processing in the Sample Preparation for the Analysis of Ductile Damage in Deep Drawing Steels. In: Praktische Metallographie, 53(2016)4, S. 221-236
    • Besserer, H.; Boiarkin, V.; Rodman, D.; Nürnberger, F.: Qualifying Electrically Conductive Cold Embedding-Media for Scanning Electron Microscopy. In: Metallography, Microstructure and Analysis, 5(2016)4, S. 332-341

    2015

    • Gerstein, G.; Besserer, H.; Nürnberger, F.; Maier, H.: Comparison of the Mechanisms of Void Formation by Plastic Deformation in Single- and Dual-Phase BCC- Steels. In: 2015 TMS Annual Meeting & Exhibition, Proceedings Characterization of Minerals, Metals and Materials, (2015), Hoboken, New Jersey: Wiley, S. 75-81
    • Hildenbrand, P.; Sieczkarek, P.; Matthias, S.; Löffler, M.; Besserer, H.; Merklein, M.; Tekkaya, A.; Reithmeier, E.; Maier, H.: Inkrementelles Umformen dünnwandiger Funktionsbauteile unter Einsatz prozessangepasster Halbzeuge durch Verfahren der Blechmassivumformung. In: Tekkaya, A. E.; Liewald, M.; Merklein, M.; Behrens, B.-A. (Hrsg.): Tagungsband zum 18. Workshop Simulation in der Umformtechnik & 3. Industriekolloquium Blechmassivumformung 2015 - DFG Transregio 73, (2015), Aachen: Shaker Verlag, S. 149-170
    • Gerstein, G.; Besserer, H.; Jablonik, L.; Dalinger, A.; Nürnberger, F.; Höpner, A.: Präparation plastisch umgeformter Stahlproben durch Ionenstrahlbearbeitung für die Untersuchung von duktiler Schädigung. In: Schneider, G.; Zschech, E.; Petzow, G. (Hrsg.): Fortschritte in der Metallographie. Berichte der 49. Metallographie-Tagung Dresden, 16. bis 18. September 2015, 47(2015), Sankt Augustin: DGM Inventum, S. 153-158

    Vorträge

      2016

      • 26.04.2016: Besserer, H.: Ermüdungsverhalten blechmassivumgeformter Bauteile, Werkstoff- und Leichtbau-Forum, Hannover Messe, Hannover

      2015

      • 27.02.2015: Hildenbrand, P.: Inkrementelles Umformen dünnwandiger Funktionsbauteile unter Einsatz prozessangepasster Halbzeuge durch Verfahren der Blechmassivumformung, 18. Workshop Simulation in der Umformtechnik & 3. Industriekolloquium Blechmassivumformung, Dortmund
      • 17.03.2015: Nürnberger, F.: Comparsion of the mechanisms of void formation by plastic deformation in single- and dual-phase bcc-steels, TMS 2015, Orlando, Florida
      • 17.09.2015: Gerstein, G.: Präparation plastisch umgeformter Stahlproben durch Ionenstrahlbearbeitung für die Untersuchung von duktiler Schädigung, 49. Metallographie-Tagung, Dresden