Ganzheitliche Erarbeitung eines Prozessverständnisses von Tiefziehprozessen mit Ziehsicken auf Basis mechanischer und tribologischer Analysen

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20139_Schmid_Diss_MB_404.pdf (7.77 MB)
Diss. Reihe Maschinenbau, Band 404

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2022-09-16
Issue Year
2022
Authors
Schmid, Harald
Editor
Franke, Jörg
Hanenkamp, Nico
Hausotte, Tino
Merklein, Marion
Müller, Sebastian
Schmidt, Michael
Wartzack, Sandro
Publisher
FAU University Press
ISBN
978-3-96147-578-0
Abstract

In the correlation of saving resources and the reduction of CO2 emissions, lightweight construction plays a key role in the mobility sector. To face that, correctives such as lightweight material construction or form lightweight construction are used. For the production of car body components without failure or defects in deep drawing, drawbeads among other things are used. These are cylinder-like indentations in the flange area to control the material flow, whereas there is a lack of a broad understanding of the effect of a drawbead on the mechanical and tribological system. Subsequently, the overall objective of the work was to work out an integrally understanding of the process and to evaluate and increase the prediction ac-curacy for deep drawing processes with drawbeads for three different materials. Therefore, systematically derived methodical steps were used in two stages on the basis of the model test “strip drawing with drawbeads” and a deep drawing setup with drawbeads. The work is focused on the qualification of suitable measurement methods, such as an optical in-situ strain measurement, in order to carry out a multilevel process analysis and to de-rive correlations. Furthermore, the simulation accuracy was evaluated on the basis of experimental measurements and the quality of the prediction was improved by transferring the findings. Within the scope of a validation on deep-drawn components, the findings could be transferred and also additionally differentiated for linear and convex drawbeads. The work concludes with a summary and an outlook on relevant topics in the future.

Abstract

Im Rahmen der Ressourcenschonung und der Einsparung von CO2 Emissionen nimmt der Leichtbau im Mobilitätssektor eine tragende Rolle ein. Um dem zu begegnen, werden Strategien wie der Stoff- oder Formleichtbau eingesetzt. Zur versagensfreien Produktion von Karosseriebauteilen beim Tiefziehen werden zur Materialflusssteuerung unter anderem Ziehsicken, wulstartige Vertiefungen im Flanschbereich, eingesetzt. Dabei mangelt es an einer ganzheitlichen Beurteilung der Auswirkung einer Ziehsicke auf das mechanische und tribologische System. Das übergreifende Ziel der Arbeit war deshalb die Erarbeitung eines ganzheitlichen Prozessverständnisses und die Beurteilung und Erhöhung der Prognosegüte bei Tiefziehprozessen mit Ziehsickendurchlauf durch systematisch abgeleitete Maßnahmen anhand dreier Werkstoffklassen. Dies fand zweistufig anhand des Modellversuchs Streifenzug mit Ziehsicke und einem Tiefziehversuch mit Ziehsicken statt. Schwerpunkte bildeten die Qualifizierung geeigneter Messmethoden, wie der optischen in-situ Dehnungsmessung um die Prozessanalyse mehrschichtig durchzuführen und Zusammenhänge abzuleiten. Weiterhin wurden die simulative Vorhersage anhand experimenteller Messungen bewertet und durch die Übertragung der Erkenntnisse punktuell dir Prognosegüte verbessert. Im Rahmen einer Validierung an Tiefziehbauteilen konnten die Erkenntnisse übertragen werden und zusätzlich für lineare und konvexe Ziehsickenverläufe differenziert werden. Den Abschluss bilden eine Zusammenfassung und ein Ausblick auf weitere relevante Themen.

Series
FAU Studien aus dem Maschinenbau
Series Nr.
404
Citation
Notes
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-577-3
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