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        Eigenspannungen beim Voll-Vorwärts-Fließpressen – Entstehung, Einstellung und Stabilität

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        Author(s)
        Jobst, Andreas
        Language
        German
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        Abstract
        Kaltmassivumformverfahren wie das Voll-Vorwärts-Fließpressen werden als ressourcen- und energieeffiziente Fertigungsmethode für metallische Bauteile eingesetzt. Inhomogene plastische Dehnungsverteilungen, die dabei typischerweise auftreten, führen jedoch zum Verbleiben von Eigenspannungen im Werkstoff, welche zu unerwünschten Effekten führen und das Ermüdungsverhalten maßgeblich beeinflussen können. Das in dieser Arbeit verfolgte Ziel ist die Erarbeitung einer Methode zur eigenspannungssensitiven Prozessauslegung. Anhand eines Referenzprozesses wurde die Eigenspannungsentstehung beim Voll-Vorwärts-Fließpressen des rostfreien Stahls X6Cr17 numerisch und experimentell untersucht. Darauf aufbauend wurden Steuer- und Störgrößen zur Eigenspannungseinstellung qualifiziert und deren Auswirkungen quantifiziert. Unter zyklisch-mechanischer Bauteilbelastung wurden verschiedene Relaxationsmuster identifiziert. Hinsichtlich der thermischen Belastung wurde ein Prozessfenster erarbeitet, innerhalb dessen stabile Eigenspannungen vorliegen. Darauf aufbauend wurde ein modellbasierter Zusammenhang zwischen der Temperatur, der Belastungsdauer und der Eigenspannungsstabilität abgeleitet. Es konnte gezeigt werden, dass eine Beeinflussung der Betriebsfestigkeit fließgepresster Bauteile durch die Eigenspannungssteuerung bei der Umformung möglich ist. Durch eine Anpassung des Matrizendesigns konnten kostengünstig oberflächennahe Zugeigenspannungen reduziert und die Langzeitfestigkeit erhöht werden.
        URI
        https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/108310
        Keywords
        Fließpressen; Produktionstechnik; Eigenspannungen; Maschinenbau; Kaltmassivumformung; Ingenieurwissenschaften
        DOI
        10.25593/978-3-96147-750-0
        ISBN
        9783961477500, 9783961477500, 9783961477494
        Publisher
        FAU University Press
        Publisher website
        https://www.university-press.fau.de/
        Publication date and place
        Erlangen, 2024
        Series
        FAU Studien aus dem Maschinenbau, 444
        Classification
        Production and industrial engineering
        Mechanical engineering
        Pages
        162
        Rights
        https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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