Entwicklung umformtechnischer Fügeprozesse für das Verbinden von Magnesiumhalbzeugen:
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Aachen
Shaker
2008
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| Series: | Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik
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| Item Description: | Diss. von M. Horstmann,Betreuung durch O. Hahn |
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| ISBN: | 9783832271947 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis I
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis I
Verwendete Formelzeichen und Abkürzungen V
1 Einleitung 1
2 Stand der Erkenntnisse 3
2.1 Eigenschaften von Magnesium und Magnesiumlegierungen 3
2.1.1 Magnesiumlegierungen 4
2.1.2 Strukturelle Eigenschaften 7
2.1.3 Korrosionseigenschaften 9
2.2 Umformtechnisches Fügen von Magnesiumwerkstoffen 11
2.3 Umformtechnisches Fügen mit thermischer Unterstützung 13
2.3.1 Erwärmungsprinzipien 15
2.3.2 Grundlagen der Induktionserwärmung 18
2.4 Umformtechnisches Fügen mit hohen Setzgeschwindigkeiten 20
2.5 Fazit zum Stand der Erkenntnisse 23
3 Aufgabenstellung 26
4 Prüfverfahren und Prüfeinrichtungen 28
4.1 Charakterisierung der Fügeteilwerkstoffe 28
4.1.1 Quasistatische Zugversuche 28
4.1.2 Hochgeschwindigkeitszugversuche 29
4.1.3 Kleinlasthärteprüfung 30
4.1.4 Thermo-mechanische Analyse (TMA) der Fügeteilwerkstoffe 31
4.1.5 Dynamisch-mechanische Analyse (DMA) der Fügeteilwerkstoffe 32
4.1.6 Rasterelektronenmikroskopie 33
4.1.7 Erfassung der Fügeteilwerkstofftemperatur 34
4.2 Charakterisierung der Verbindungseigenschaften 36
4.2.1 Metallographische Untersuchung der Fügeelementausbildung 36
II Inhaltsverzeichnis
4.2.2 Prüfung unter quasistatischer Belastung 36
4.2.3 Prüfung unter schlagartiger Belastung 39
4.2.4 Prüfung unter zyklischer Belastung 39
4.2.5 Versagensanalyse 41
5 Fügeteilwerkstoffe und Fügesysteme 44
5.1 Fügeteilwerkstoffe 44
5.1.1 Chemische Zusammensetzung und Gefügeausbildung 45
5.1.2 Werkstoffverhalten unter quasistatischer Belastung 46
5.1.3 Werkstoffverhalten in Abhängigkeit von der Temperatur 47
5.1.4 Werkstoffverhalten in Abhängigkeit von der Verformungsgeschwindigkeit.. 50
5.1.5 Ergebnisse der thermo-mechanischen Analysen 52
5.1.6 Ergebnisse der dynamisch-mechanischen Analysen 53
5.2 Halbhohlstanzniete und Matrizen 54
5.2.1 Verwendete Halbhohlstanzniete 54
5.2.2 Verwendete Matrizen 56
6 Verwendete Fügeeinrichtungen 57
6.1 Versuchsstand zum umformtechnischen Fügen mit thermischer
Unterstützung 57
6.1.1 Setzeinrichtung 58
6.1.2 Hochfrequenz-Generator 58
6.1.3 Arbeitsspule 59
6.1.4 Erwärmungsvorrichtung zur Aufnahme der Arbeitsspule 61
6.2 Versuchsstand zum umformtechnischen Fügen mit erhöhter
Setzgeschwindigkeit 62
6.2.1 Beschleunigungseinheit 62
6.2.2 Reaktionsaufnahmesystem 63
6.2.1 Bestimmung der Effektivenergie des Fügeprozesses 64
Inhaltsverzeichnis III
7 Fertigung von halbhohlstanzgenieteten Verbindungen mit
thermischer Unterstützung 66
7.1 Untersuchung der Einflussfaktoren auf das Erwärmungsverhalten von
Fügeteilen und Werkzeugen 67
7.1.1 Einfluss der Generatorspannung auf das Erwärmungsverhalten der
Fügeteile und der Werkzeuge 68
7.1.2 Einfluss der Induktoranordnung und -feldausrichtung auf das
Erwärmungsverhalten der Fügeteile und Werkzeuge 70
7.1.3 Einfluss des Induktorquerschnitts auf das Erwärmungsverhalten der
Fügeteile und Werkzeuge 72
7.1.4 Einfluss der Aufheizdauer auf die Fügeteiltemperatur 74
7.1.5 Einfluss des Induktorabstandes auf das Erwärmungsverhalten
der Fügeteile 74
7.1.6 Visualisierung der Wärmeeinflusszone 75
7.2 Erwärmungsverhalten der Fügeteilwerkstoffe 77
7.3 Fügeelementausbildungen 79
7.4 Charakterisierung des Setzvorganges anhand von Fügekraft-
Stempelweg-Verläufen 80
7.4.1 Einfluss der Fügetemperatur auf den Fügekraft-Stempelweg-Verlauf 81
7.4.2 Einfluss des Fügeteilwerkstoffs auf den Fügekraft-Stempelweg-Verlauf 82
7.4.3 Einfluss der Matrizengeometrie auf den Fügekraft-Stempelweg-Verlauf 83
8 Fertigung von halbhohlstanzgenieteten Verbindungen mittels
erhöhter Setzgeschwindigkeit 85
8.1 Untersuchungen zum umformtechnischen Fügen mittels erhöhter
Setzgeschwindigkeit 86
8.1.1 Charakteristische Verläufe der erfassten Messgrößen 86
8.1.2 Auswirkung der Treibladungsschwankungen auf die verfügbare
kinetische Energie 87
8.2 Fügeelementausbildungen 88
8.3 Charakterisierung des Setzvorganges anhand von Setzgeschwindigkeit,
Fügeenergie sowie Reaktionskraft 90
8.3.1 Einfluss der Fügeenergie auf Fügeelementausbildung und Reaktionskraft. 90
8.3.2 Einfluss des Fügeteilwerkstoffes auf benötigte Fügeenergie und
Reaktionskraft 91
IV Inhaltsverzeichnis
8.3.3 Einfluss der Matrizengeometrie auf benötigte Fügeenergie und
Reaktionskraft 92
8.3.4 Einfluss der Kolbenmasse auf die Fügeelementausbildung 93
8.4 Untersuchungen zur Temperaturentwicklung während des Setzprozesses. 94
9 Gegenüberstellung der mit thermischer Unterstützung und der mit
hoher Setzgeschwindigkeit gefügten Verbindungen 96
9.1 Vergleich der Fügeelementausbildungen 96
9.2 Vergleich der Gefügestrukturen 98
9.3 Vergleich der Verfestigungen im Fügeelement 100
9.4 Vergleich der benötigten Fügeenergien 102
9.5 Vergleich der Reaktionskräfte 103
10 Trag- und Versagensverhalten halbhohlstanzgenieteter
Magnesiumverbindungen 105
10.1 Verhalten von halbhohlstanzgenieteten Magnesiumverbindungen unter
quasistatischer Belastung 105
10.1.1 Verhalten unter Zugscherbelastung 105
10.1.2 Verhalten in Abhängigkeit der Belastungsrichtung 113
10.2 Verhalten von halbhohlstanzgenieteten Magnesiumverbindungen unter
schlagartiger Belastung 117
10.2.1 Verhalten unter Zugscherbelastung 117
10.2.2 Verhalten in Abhängigkeit der Belastungsrichtung 122
10.3 Verhalten von halbhohlstanzgenieteten Magnesiumverbindungen unter
zyklischer Belastung 126
10.4 Einfluss einer Vorschädigung auf das Tragverhalten 130
11 Diskussion der Ergebnisse 134
12 Zusammenfassung 139
13 Literaturverzeichnis 143
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| spelling | Horstmann, Magnus 1977- Verfasser (DE-588)13574752X aut Entwicklung umformtechnischer Fügeprozesse für das Verbinden von Magnesiumhalbzeugen Ortwin Hahn ; Magnus Horstmann Aachen Shaker 2008 VIII, 154 S. Ill., graph. Darst. 21 cm, 258 gr. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik 80 Diss. von M. Horstmann,Betreuung durch O. Hahn Zugl.: Paderborn, Univ., Diss., 2008 Induktive Erwärmung (DE-588)4161593-1 gnd rswk-swf Halbhohlniet (DE-588)7556987-5 gnd rswk-swf Hochenergieumformen (DE-588)4128021-0 gnd rswk-swf Fügestelle (DE-588)4297552-9 gnd rswk-swf Magnesiumlegierung (DE-588)4168536-2 gnd rswk-swf Stanznieten (DE-588)4456220-2 gnd rswk-swf Magnesium (DE-588)4128915-8 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Magnesium (DE-588)4128915-8 s Stanznieten (DE-588)4456220-2 s Halbhohlniet (DE-588)7556987-5 s Fügestelle (DE-588)4297552-9 s Induktive Erwärmung (DE-588)4161593-1 s DE-604 Magnesiumlegierung (DE-588)4168536-2 s Hochenergieumformen (DE-588)4128021-0 s Hahn, Ortwin 1941- Sonstige (DE-588)1144909260 oth Berichte aus dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik 80 (DE-604)BV035419400 80 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=020716730&sequence=000004&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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