Numerische und experimentelle Untersuchung zerspanungsbedingter Gefügeumwandlungen und Modellierung des thermo-mechanischen Lastkollektivs beim Bohren von 42CrMo4:
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Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2014
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Schriftenreihe: | Forschungsberichte aus dem wbk, Institut für Produktionstechnik Universität Karlsruhe
179 |
Schlagworte: | |
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Beschreibung: | VIII, 154, XXIII S. Ill., graph. Darst. 210 mm x 148 mm, 294 g |
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adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS I
ABKUERZUNGEN IV
FORMELZEICHEN V
1 EINLEITUNG 1
2 GRUNDLAGEN UND KENNTNISSTAND 3
2.1 DER ZERSPANUNGSPROZESS 3
2.2 ZERSPANUNGSSIMULATION MIT DER METHODE DER FINITEN ELEMENTE (FEM) 5
2.3 GEFUEGEUMWANDLUNGEN 6
2.4 PROZESSBEDINGTE BAUTEILRANDSCHICHTEN NACH ZERSPANPROZESSEN 8
2.4.1 CHEMISCHER EINFLUSS 11
2.4.2 MECHANISCHER EINFLUSS 12
2.4.3 THERMISCHER EINFLUSS 12
2.5 UNTERSUCHUNG ZERSPANUNGSBEDINGTER RANDSCHICHTBEEINFLUSSUNGEN DURCH
EXPERIMENTELLE ANSAETZE 13
2.5.1 ZERSPANVERSUCHE MIT ANSCHLIESSENDER RANDSCHICHTCHARAKTERISIERUNG 14
2.5.2 TEMPERATURERFASSUNG IN DER ZERSPANUNG INSBESONDERE BEIM BOHREN 19
2.6 UNTERSUCHUNG ZERSPANUNGSBEDINGTER RANDSCHICHTBEEINFLUSSUNGEN DURCH
NUMERISCHE ANSAETZE 22
2.6.1 SIMULATION VON PHASENUMWANDLUNGEN 22
2.6.2 SIMULATION VON ZERSPANUNGSBEDINGTEN RANDSCHICHTBEEINFLUSSUNGEN UND
PHASENUMWANDLUNGEN 25
2.6.3 REIBUNGSMODELLIERUNG 29
2.6.4 WAERMEUEBERGANGSMODELLIERUNG 31
2.7 MODELLIERUNG VON THERMO-MECHANISCHEN LASTKOLLEKTIVEN BEIM BOHREN 31
3 ZIELSETZUNG DER ARBEIT UND VORGEHENSWEISE 36
4 VERSUCHSWERKSTOFF UND VERSUCHSAUFBAUTEN 38
4.1 VERSUCHSWERKSTOFF 38
4.2 VERSUCHSAUFBAU DREHVERSUCHE 38
4.3 VERSUCHSAUFBAUTEN BOHRVERSUCHE 43
4.3.1 BOHRWERKZEUGE 43
4.3.2 RINGSPANVERSUCHE 44
4.3.3 BOHREN INS VOLLE 49
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5 UNTERSUCHUNGEN AM ANALOGIEPROZESS DREHEN 53
5.1 PARAMETERVARIATIONEN (V
C
, F, Y) 53
5.1.1 MESSUNG DER PROZESSKRAEFTE 54
5.1.2 MESSUNG DER ZERSPANUNGSTEMPERATUREN 57
5.1.3 METALLOGRAPHISCHE ANALYSE DER RESULTIERENDEN BAUTEILRANDSCHICHT 59
5.2 DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 68
6 ANSATZ SPANBILDUNGS-SIMULATION MIT GEFUEGEUMWANDLUNGEN 69
6.1 2D-SPANBILDUNGSSIMULATION 69
6.1.1 MATERIALMODELL 69
6.1.2 NEUVERNETZUNG UND NETZVERFEINERUNG 72
6.1.3 GEOMETRISCHER AUFBAU 74
6.1.4 REIBUNGSMODELLIERUNG 75
6.1.5 WAERMEUEBERGANG UND WAERMEMODELL 78
6.2 GEFUEGEUMWANDLUNGSSIMULATION 82
6.3 KOMBINATION VON SPANBILDUNGS- UND GEFUEGEUMWANDLUNGSSIMULATION 85
6.4 VALIDIERUNG DER 2D-SIMULATIONSERGEBNISSE 87
6.5 DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 90
7 ERGEBNISSE DER 2D-SPANBILDUNGSSIMULATIONEN 91
7.1 PARAMETERVARIATIONEN (V
C
, F, Y) 91
7.1.1 BERECHNETE ZERSPANUNGSKRAEFTE 92
7.1.2 BERECHNETE ZERSPANTEMPERATUREN 95
7.1.3 BERECHNETE GEFUEGEUMWANDLUNGEN IN DER BAUTEILRANDSCHICHT 98
7.2 DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 104
8 BOHRVERSUCHE 106
8.1 RINGSPANVERSUCHE 106
8.1.1 UNTERSUCHTES PARAMETERFELD 106
8.1.2 MESSUNG DER PROZESSKRAEFTE 106
8.1.3 MESSUNG DER ZERSPANUNGSTEMPERATUREN 108
8.1.4 VERGLEICH DER ERGEBNISSE AUS RINGSPAN- UND DREHVERSUCHEN 111
8.2 BOHREN INS VOLLE 114
8.2.1 UNTERSUCHTES PARAMETERFELD 114
8.2.2 MESSUNG DER PROZESSKRAEFTE 114
8.2.3 THERMOGRAFISCHE ANALYSE DES BOHRPROZESSES 115
8.2.4 MESSUNG DER PROZESSTEMPERATUREN 122
8.2.5 METALLOGRAPHISCHE ANALYSE DER RESULTIERENDEN BAUTEILRANDSCHICHT
124
8.3 DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 132
9 MODELLIERUNG DES BOHRPROZESSES 135
9.1 MODELLIERUNG DER THERMISCHEN WERKSTUECKBELASTUNG BEIM BOHREN ALS
QUELLTERM
AUS FE-SIMULATIONEN UND EXPERIMENTELLEN ERGEBNISSEN 136
9.2 MODELLIERUNG DES MECHANISCHEN LASTKOLLEKTIVS 139
9.3 SIMULATION DREIDIMENSIONALER BAUTEILMERKMALE 140
9.3.1 FE-MODELL DES VERSUCHSKOERPERS 140
9.3.2 IMPLEMENTIERUNG DER GEFUEGESIMULATION 142
9.3.3 AUFPRAEGEN DES LASTKOLLEKTIVS 142
9.3.4 SIMULATIONSERGEBNISSE 144
9.4 DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 148
10 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 151
10.1 ZUSAMMENFASSUNG 151
10.2 AUSBLICK 153
LITERATURVERZEICHNIS
I
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