Qualifizierung eines Versuchs zur realitätsnahen Untersuchung des Ermüdungsverhaltens hochfester Werkzeugwerkstoffe durch Elastomerkompression

Laufzeit:

Start: 1. Januar 2022
Ende: 31. Dezember 2023

Kurzbeschreibung

Werkzeuge und Werkzeugausfall haben einen großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Kaltmassivumformprozessen. Eine Herausforderung bei der Vorhersage der Werkzeuglebensdauer ist, dass es wenige Daten zum Ermüdungsverhalten der eingesetzten hochfesten Werkstoffe gibt. Zudem ist die Aussagekraft der verfügbaren Daten begrenzt, da diese den mehrachsigen Beanspruchungszustand der Kaltmassivumformung nicht abbilden. Das übergeordnete Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Untersuchung eines neuen Ermüdungsversuchs, welcher realitätsnah den Beanspruchungszustand der Massivumformung abbilden kann. Es soll sowohl die Mehrachsigkeit als auch die Vorspannung der Werkzeuge und deren Wechselwirkungen mit den entstehenden Beanspruchungen berücksichtigt werden. Hierzu wird über die wiederholte Kompression eines Elastomers ein zyklischer hydrostatischer Druck auf hohle Ermüdungsproben aufgebracht. Herausforderungen beim Versuchskonzept betreffen die Gewährleistung konstanter Versuchsbedingungen insbesondere hinsichtlich der Berücksichtigung von Verschleiß am Elastomer. Durch eine geeignete Einstellung von Parametern soll dieser minimiert werden. Weiterhin werden die durch die Elastomerkompression entstehenden Belastungen numerisch sowie experimentell untersucht und damit sichergestellt, dass diese vergleichbar zu Beanspruchungen der Massivumformung sind. Das somit bestehende Versuchskonzept wird zur Analyse der Werkzeuglebensdauer mit unterschiedlichen Vorspannungskonzepten eingesetzt. Dies ermöglicht die Identifikation von Ursache-Wirkzusammenhängen zwischen den durch die Armierung wirkenden Spannungen und Dehnungen sowie der Lebensdauer der Werkzeuge unter realistischen Beanspruchungen. Abschließend soll mithilfe der erzielten Ergebnisse eine Bewertung des Potentials des Versuchs und des Mehrwerts gegenüber konventionellen Ermüdungsversuchen erfolgen.

Forschungsgruppen

• Massivumformung

Publikationen