Der Bandformungsprozeß beim Dünnbandgießen nach dem Zweirollenverfahren: Modellbildung und Simulation
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Aachen
Shaker
2005
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BANDFORMUNGSPROZESS BEIM DUENNBANDGIESSEN NACH DEM ZWEIROLLENVERFAHREN
MODELLBILDUNG UND SIMULATION D 82 (DISS. RWTH AACHEN) SHAKER VERLAG
AACHEN 2005 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG -
INTRODUCTION 1 2 STAND DER TECHNIK 6 2.1 ANLAGENBAU UND PROZESSFUEHRUNG 6
2.2 ERREICHTE PRODUKTEIGENSCHAFTEN UND VERFAHRENSEIGENE POTENTIALE FUER
DIE EINSTELLUNG DER PRODUKTEIGENSCHAFTEN 10 3 ZIELSETZUNG 19 4
GRUNDLEGENDE BETRACHTUNGEN ZUM DUENNBANDGIESSEN 21 4.1 GEFUEGESTRUKTUR DES
PRIMAERGEFUEGES 21 4.2 EINTEILUNG DES BANDGIESSPROZESSES IN
WAERMEUEBERGANGSBEREICHE 25 4.3 MODELLIERUNG DER WAERMEUEBERTRAGUNGSBEREICHE
BEIM DUENNBANDGIESSEN 30 4.4 EINSATZ DER FINITE DIFFERENZEN METHODE ZUR
BERECHNUNG DER TEMPERATURFELDER IN BEREICH I UND II 34 4.4.1
RANDBEDINGUNGEN UND EINFLUSSGROESSEN BEI DER FDM 35 5 AUSWIRKUNGEN DER
KOPPLUNG VON UR- UND BANDFORMUNGSPROZESS BEIM BANDGIESSEN 41 5.1
UNTERSUCHUNGEN ZUR KOPPLUNG ANHAND EINER VARIATION VON BANDDICKE UND
BANDFORMUNGSKRAFT IN EINER GIESSSERIE GLEICHEN WERKSTOFFES 42 5.1.1
AUSLEGUNG DER VERSUCHE 42 5.1.2 AUSWERTUNG DES INTEGRALEN
WAERMEUEBERGANGSKOEFFIZIENTEN 43 5.2 DER BANDFORMUNGSPROZESS ALS URSACHE
FUER STOERUNGEN DES GIESSPROZESSES 46 5.2.1 PERIODISCHE
PROZESSINSTABILITAETEN 47 5.2.1.1 ZUSAMMENHANG VON PERIODIZITAET UND
KONTAKTZEIT GIESSROLLE-SCHMELZE 51 5.2.2 HYPOTHESEN FUER DIE ENTSTEHUNG
DER PERIODISCHEN PROZESSINSTABILITAETEN 53 5.2.2.1 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS
DEN DISKUTIERTEN HYPOTHESEN 57 5.2.3 ERWEITERTE MODELLVORSTELLUNG FUER
DIE KOPPLUNG URFORMEN - BANDFORMUNG. 58 5.2.3.1 UNTERSTUETZENDE
UNTERSUCHUNGEN AN EINEM MODELL 63 5.2.4 VERGLEICH MODELLBILDUNG UND
GIESSVERSUCHE 64 5.3 SCHLUSSFOLGERUNGEN 67 6 FORMGEBUNGSVERHALTEN DES
HETEROGENBEREICHS BEI DER BANDFORMUNG.... 69 6.1 UMFORMVERHALTEN VON
DENDRITISCHEN GEFUEGESTRUKTUREN IM FEST-FLUESSIG BEREICH ..71 6.1.1
GRUNDLEGENDES VERHALTEN BEI DER UMFORMUNG - STAND DER ERKENNTNISSE 71
6.1.2 DISKUSSION DER VERDRAENGUNG VON SCHMELZE AUS DEM HETEROGENBEREICH
BEIM BANDFORMUNGSPROZESS DES DUENNBANDGIESSENS 73 II INHALTSVERZEICHNIS
6.1.3 UMFORMVERHALTEN DENDRITISCHER STRUKTUREN MIT NICHT
VERNACHLAESSIGBAREM DRUCK DER INTERSTITIELLEN RESTSCHMELZE 80 6.1.4
EINFUEHRUNG EINES STRUKTURFAKTORS 91 6.2 EIGENE UNTERSUCHUNGEN ZUR
ERMITTLUNG DES FORMGEBUNGSVERHALTENS DENDRITISCHER STRUKTUREN MIT
RESTSCHMELZE BEIM DUENNBANDGIESSEN 94 6.2.1 VERSUCHSTECHNIK UND -AUFBAU 95
6.2.2 AUSWAHL DER MODELLEGIERUNG UND ABKUEHLBEDINGUNGEN 97 6.2.3
VERSUCHSAUSWERTUNG 102 6.3 SCHLUSSFOLGERUNGEN - ANSATZ FUER DIE
FLIESSSPANNUNGSBESCHREIBUNG BEIM DUENNBANDGIESSEN 106 7 AUFBAU
SIMULATIONSMODELL - BANDFORMUNGSPROZESS BEIM DUENNBANDGIESSEN 111 7.1
MECHANISCHE UND THERMISCHE RANDWERTE DER FEM -BERECHNUNGEN 111 7.2
UMSETZUNG DES MODELLS 115 7.2.1 RANDBEDINGUNGEN ZUR SIMULATION DER
RUECKKOPPLUNG BANDFORMUNGS- PROZESS - URFORMPROZESS 116 7.3 PARAMETER DER
EMPFINDLICHKEITSANALYSE 120 7.3.1 FESTLEGUNG STANDARDSIMULATIONSPUNKT
SSP 122 7.3.2 FESTIGKEIT IM DURCHERSTARRTEN BEREICH 122 7.3.3
WAERMEUEBERGANG IM URFORM - BANDFORMUNGSBEREICH 128 7.3.4 REIBUNG 128
7.3.5 GIESSROLLEN - GEOMETRIE 129 7.3.6 BETRIEBSPUNKT 129 8 SIMULATION
DES BANDFORMUNGSPROZESSES BEIM DUENNBANDGIESSEN 130 8.1 CHARAKTERISTIKA IN
DER VERTEILUNG PLASTOMECHANISCHER GROESSEN UNTER DEM EINFLUSS DES
FLIESSSPANNUNGSNIVEAUS IM HETEROGENBEREICH UND DEM TEMPERATURGRADIENTEN
IN DER BANDDICKE 130 8.1.1 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND BEWERTUNG DER
MODELLIERUNG 145 8.2 DISKUSSION DER UNTERSCHIEDE: KONVENTIONELLES
FLACHWALZEN - BANDFORMUNG BANDGIESSEN 147 8.3 ERGEBNISSE RUECKKOPPLUNG
BANDFORMUNG-URFORMEN 156 8.4 ERGEBNISSE DER EMPFINDLICHKEITSANALYSE DES
BANDFORMUNGSPROZESSES BEZOGEN AUF DIE PROZESSEIGENEN EINFLUSSGROESSEN 161
8.4.1 FESTIGKEITSVERLAUF DES DURCHERSTARRTEN BEREICHES 169 8.4.2
WAERMEUEBERGANG IM URFORMBEREICH DER BANDSCHALEN 171 8.4.3 WAERMEUEBERGANG
IM BANDFORMUNGSBEREICH DES BANDES 173 8.4.4 EINFLUSS DER REIBUNG ZWISCHEN
BAND UND GIESSROLLEN IM FORMGEBUNGSBEREICH 174 INHALTSVERZEICHNIS IN
8.4.5 ZUSAMMENHANG VON BANDFORMUNGSKRAFT UND MOMENT BEIM DUENNBANDGIESSEN
176 8.4.6 EINFLUSS DES GIESSROLLENRADIUS 178 8.4.7 EINFLUSS DES
BETRIEBSPUNKTES 182 8.4.7.1 MASSENSTROM 183 8.4.7.2 BANDDICKE 184 9
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK - SUMMARY 186 10 LITERATURVERZEICHNIS 194
11 LIST OF FIGURES AND TABLES 203 12 ANHANG 210 12.1 LISTE DER
VERWENDETEN FORMELZEICHEN UND SYMBOLE 212
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