TR73

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C6 - Ermüdungsverhalten



Ermüdungsverhalten von blechmassivumgeformten Bauteilen

Projektstatus: abgeschlossen

Letztes Update: 19.01.2021



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

    2021

    • Besserer, H.; Nürnberger, F.; Maier, H.: Fatigue Behavior of Sheet-Bulk Metal Formed Components. In: Merklein, M.; Tekkaya, A. E.; Behrens, B.-A. (Hrsg.): Sheet Bulk Metal Forming. Research Results of the TCRC73 2020, (2021), Cham: Springer, S. 412-433
    • Hinz, L.; Metzner, S.; Müller, P.; Schulte, R.; Besserer, H.; Wackenrohr, S.; Sauer, C.; Kästner, M.; Hausotte, T.; Hübner, S.; Nürnberger, F.; Schleich, B.; Behrens, B.; Wartzack, S.; Merklein, M.; Reithmeier, E.: Fringe Projection Profilometry in Production Metrology: A Multi-Scale Comparison in Sheet-Bulk Metal Forming. In: Steve Vanlanduit (Hrsg.): 21(2021)7, Basel, Suisse: MDPI Sensors, veröffentlicht

    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.; Maier, H.: Analyse und Modellierung von Schädigung und Versagen in der Blechmassivumformung. In: 4. Workshop Blechmassivumformung : Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen, (2019), FAU University Press, eingereicht

    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
    • Gerstein, G.; Besserer, H.; Nürnberger, F.; Luis Antonio Barrales-Mora; Lasar S. Shvindlerman; Yuri Estrin; Maier, H.: Formation and growth of voids in dual-phase steel at mircrsocale and nanoscale level. In: Journal of Materials Science, 52(2017), Springer, S. 4234-4243