Eine Methodik zur virtuellen Beherrschung thermo-mechanischer Produktionsprozesse bei der Karosserieherstellung:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
2009
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| adam_text | Titel: Eine Methodik zur virtuellen Beherrschung thermo-mechanischer Produktionsprozesse bei der Karosserie
Autor: Burkhardt, Lukas
Jahr: 2009
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Anforderungen im Karosseriebau 1
1.2 Einsatz thermo-mechanischer Blechumformverfahren 4
1.3 Motivation 8
1.4 Stand der Technik 10
1.5 Aufgabenstellung 13
2 Charakterisierung des Fließverhaltens 15
2.1 Eigenschaften von pressgehärteten Stählen 15
2.2 Verfestigung 20
2.2.1 Dynamische Erholung 21
2.2.2 Dynamische Rekristallisation 22
2.2.3 Mathematische Beschreibung 23
2.3 Versuchsbeschreibung 25
2.3.1 Schichtstauchversuch 25
2.3.2 Dilatometer 27
2.3.3 Versuchsprogramm 28
2.4 Versuchsergebnisse 29
2.4.1 Temperaturabhängigkeit 29
2.4.2 Dehnratenabhängigkeit 32
2.5 Empirische Beschreibung der Fließspannung 35
2.5.1 Modell nach Hensel 35
2.5.2 Modell nach Tong 36
2.5.3 Cowper-Symonds 39
V
Inhaltsverzeichnis
3 Bestimmung der Coulombschen Reibzahl 42
3.1 Beschreibung des tribologischen Systems 42
3.1.1 Reibungszustände 42
3.1.2 Festkörperreibung 43
3.1.3 Reibmodell 45
3.2 Versuchsbeschreibung 47
3.2.1 Pin on Disk 47
3.2.2 Versuchsprogramm 49
3.3 Versuchsergebnisse 51
3.3.1 Abhängigkeit vom Reibweg 51
3.3.2 Abhängigkeit von der Temperatur 51
4 Grundlagen der thermo-mechanisch schwach gekoppelten FEM 54
4.1 Grundgleichungen der thermo-mechanischen Analyse 54
4.1.1 Thermisch elasto-plastisches Stoffgesetz 54
4.1.2 Starke Form 56
4.1.3 Schwache Form 61
4.2 Finite Elemente Lösung 64
4.2.1 Diskretisierung 64
4.2.2 Zeitintegration 65
5 Identifikation der signifikanten Parameter 71
5.1 Motivation 71
5.2 Grundlagen der Sensitivitätsanalyse 73
5.2.1 Virtuelles Experiment 73
5.2.2 Response Surface Methode 75
5.2.3 Zulässigkeit der Regressionsfunktion 78
5.3 Finite Elemente Ausgangsmodell 81
5.3.1 Prozessbeschreibung 81
5.3.2 Materialbeschreibung und Randbedingungen 83
5.4 Modellbildung 84
5.4.1 Zielfunktion 84
5.4.2 Entwurfsvariablen und Versuchsplan 85
5.4.3 Regression 88
Inhaltsverzeichnis
5.4.4 Signifikanztest 94
6 Validierung des Simulationsmodells 98
6.1 Versuchsbeschreibung 98
6.1.1 Anlage 98
6.1.2 Prozessbeschreibung 99
6.1.3 Messung der Blechdicke 100
6.2 Effizientes Finite Elemente Modell 102
6.2.1 Eingabeparameter 102
6.2.2 Abgleich der Blechdicke 102
6.2.3 Einfluss der Temperatur 103
6.3 Diskussion 105
7 Zusammenfassung und Ausblick 111
7.1 Zusammenfassung 111
7.2 Ausblick 113
Literaturverzeichnis 116
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