Lehrstuhlbroschüre UTS 2012-1 - Uni Siegen...Lehrstuhl für UmformtechnikR Univ.-Prof. Dr.-Ing....

Lehrstuhl für Umformtechnik Univ.-Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel

ÜBERSICHT

VORWORT .............................................................................................................................. 1

1. EINFLÜSSE VON INHOMOGENITÄTEN AUF DIE KALTFLIEßKURVEN AUS EINACHSIGEN

ZUGVERSUCHEN ............................................................................................................. 2

FLIEßKURVENERMITTLUNG ........................................................................................................ 2 GEOMETRISCHE ABWEICHUNGEN BEI PROBEN............................................................................ 2 EINFLUSS DISSIPIERTER UMFORMENERGIE ................................................................................. 2 VERSUCHE MIT ERZWUNGENER KONVEKTION ............................................................................. 4 AUSBLICK ............................................................................................................................... 5

2. BESTIMMUNG VON PROZESSPARAMETERN FÜR DAS ROTATIONSZUGBIEGEN ......................... 6

ROTATIONSZUGBIEGEN ZUR HERSTELLUNG VON ROHREN ............................................................ 6 EINSTELLBARE PROZESSPARAMETER ........................................................................................ 7 BESTIMMUNG VON REIBUNGSKOEFFIZIENTEN ............................................................................. 7 EINFLUSS DER PROZESSPARAMETER ......................................................................................... 8 ERWEITERUNG DER PROZESSFÄHIGKEIT MITTELS GEZIELTER TEMPERIERUNG DES ROHRES ............ 9

3. PLASTOMECHANISCHE MODELLIERUNG DER BIEGEUMFORMUNG VON ROHREN .................... 10

VERFAHREN ROTATIONSZUGBIEGEN ......................................................................................... 10 ZIEL ...................................................................................................................................... 10 MODELLE .............................................................................................................................. 11 ÄNDERUNGEN DER WANDDICKEN ............................................................................................. 12 ROHREINFALL (OVALISIERUNG) ................................................................................................ 13 AUSWIRKUNG DES DORNES AUF DEN QUERSCHNITT DES ROHRES ............................................... 14 AUSBLICK .............................................................................................................................. 14

4. PROZESSAUSLEGUNG DES FREIFORMBIEGENS.................................................................. 15

EINLEITUNG ........................................................................................................................... 15 PROZESSMODELLE ZUM DREI-ROLLEN-SCHUBBIEGEN VON ROHRPROFILEN ................................. 16 FREIFORMBIEGEN VON SPLINE-GEOMETRIEN ............................................................................ 17 AUSBLICK .............................................................................................................................. 18

5. HERSTELLUNG VON PROFILBAUTEILEN DURCH DAS INKREMENTELLE SCHWENKBIEGEN ........ 19

EINLEITUNG ........................................................................................................................... 19 ZIEL DES FORSCHUNGSVORHABEN ........................................................................................... 20 INKREMENTELLES SCHWENKBIEGEN (ISB) ................................................................................ 20 UNTERSUCHUNG DES BIEGEVERHALTENS ................................................................................. 21 AUSBLICK .............................................................................................................................. 22

6. ENTWICKLUNG EINES INDUSTRIESTANDARDS FÜR DIE BIEGETECHNIK .................................. 23

EINLEITUNG ........................................................................................................................... 23 UNTERSUCHUNGEN ................................................................................................................ 23 ERGEBNISSE .......................................................................................................................... 24


AUSBLICK .............................................................................................................................. 25

7. SELBSTLERNENDER UMFORMPROZESS ............................................................................ 26

EINLEITUNG............................................................................................................................ 26 ZIEL ...................................................................................................................................... 27 KONZEPT ............................................................................................................................... 27 METHODE FÜR DIE KOMPENSATIONS- UND KORREKTURBERECHNUNG .......................................... 29 VIRTUELLE PROZESSSIMULATION ............................................................................................. 30

8. FORMSIMULATION FASERVERSTÄRKTER THERMOPLASTE ................................................... 32

EINLEITUNG............................................................................................................................ 32 UNTERSUCHUNGEN ................................................................................................................. 32 AUSBLICK .............................................................................................................................. 35

9. BIEGEN VON HALBZEUGEN AUS FASERVERSTÄRKTEN THERMOPLASTEN .............................. 36

FORMUNG VON FASERVERSTÄRKTEN THERMOPLASTEN ............................................................... 36 ZIEL DES FORSCHUNGSPROJEKTES .......................................................................................... 37 UNTERSUCHUNG DES AUFHEIZVERHALTENS .............................................................................. 38 UNTERSUCHUNG DES BIEGEVERHALTENS .................................................................................. 39 AUSBLICK .............................................................................................................................. 41

10. BIEGEN ENDLOSFASERVERSTÄRKTER THERMOPLASTISCHER VERBUNDROHRE ..................... 42

EINLEITUNG............................................................................................................................ 42 ENTWICKLUNG EINES BIEGEPROZESS ....................................................................................... 42 UNTERSUCHUNGEN UND BISHERIGE ERGEBNISSE ....................................................................... 43 AUSBLICK .............................................................................................................................. 45

KONTAKTE ............................................................................................................................. 46

WISSENSCHAFTLICHE MITARBEITER .......................................................................................... 46 TECHNISCHE MITARBEITER ...................................................................................................... 47 EHEMALIGE MITARBEITER ........................................................................................................ 47 ANSCHRIFT ............................................................................................................................ 49 LEHRSTUHLLEITUNG ................................................................................................................ 49


𝑒𝛼 = 𝑒𝑖

sin 45⋅ sin (

𝛼

2)

𝐶𝑇 = |𝑙𝑛 𝑛 ⋅ 𝐵 ⋅ 𝑊 ⋅1

100|


𝑒𝐴 = 𝑒𝛼 𝐶𝑇


-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

90 120 150 180 210 240 270

SS40x2 Experimental test at 90°

Model I

SS40x2 FE-simulation at 90°

SS40x2 model II

Umfangswinkel (°)

Wa

nd

dic

ke Ä

nd

ern

ug

(%

)

Extrados

Intrados


a) Zwei-Radien-Geometrie

Prozessmodell

1 + 2

2. Korrektur

Soll-Ist-Vergleich

Links: Prozessmodell 1 / rechts: Prozessmodell 2


• CAD-Datensatz

•Messdaten

Inputdaten:


Berasterung der Versuchsteils für eine anschließenden Formänderungsanalyse

Auswertung der Formänderung mithilfe des Dehnungsmesssystems AutoGrid

Abgleich zwischen Simulation und experimentellen Biege-Versuchen


δ


λ ρ

λ ρ


0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

0 20 40 60 80 100

norm

. F

aser

win

kel

[-]

Messposition [ ]

C70 (68.0°)

C55 (55.7°)

C45 (41.4°)


PB-A 307

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