Tribology of machine hammer peened tool surfaces for deep drawing: = Tribologie maschinell gehämmerter Werkzeugoberflächen für das Tiefziehen
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | English |
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Aachen
Apprimus Verlag
2016
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| Edition: | 1. Auflage |
| Series: | Ergebnisse aus der Produktionstechnik
Band 14/2016 |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
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IU K LTS V E RZ E IC K IS
1 INTRODUCTION
E IN LEITUNG
1
2 STATE OF THE ART IN DEEP DRAWING TRIBOLOGY
STAUD DER E T K E ITU IS S E AEU
*
L O L O G I E **** TIEJZIEIIEU *
2.1 DEEP DRAWING BASICS
GRUNDLAGEN DES T IE FZ IE H E N S
......................................................................................
7
2.1.1 PROCESS PRINCIPLE OF DEEP DRAWING
VERFAHRENSPRINZIP TIEFZIEHEN
...........................................................................
8
2.1.2 TRIBOLOGY OI SLIDING BODIES
******** GLEITENDER K OE R P E R
....................................................................................
10
2.1.3 INTERMEDIATE CONCLUSION
Z E C H E N FA Z
IT.............................................................................................................
15
2.2 SURFACE STRUCTURES IN ELASTIC AND ELASTO-PLASTIC CONTACTS
O B E * C H E *AST*RUKTU*E*A M ELASTISC*IEU I D ELASTO-PLASTISCKEU
KOUTAIDEU . . . ***
2.2.1 MECHANISMS OF SURFACE STRUCTURES
W I A A A N A E N VON O B E * C H E * RU K TU RE N
........................................................
15
2.2.2 MANUFACTURING PROCESSES FOR THE GENERATION OF SURFACE STRUCTURES
*****
9
*
98
********** *2 *
* * HERSTEUIG *UOU O B E * C K ITT * TU T E U . . . . . . **
2.2.3 INTERMEDIATE CONCLUSION
Z M S C H E N FA I
..................................................................................
19
2.3 MACHINE HAMMER PEENING
MASCHINELLES OKRFLACHENHAMMERN
........................................................................
19
2.4 ECOLOGICAL AND SCIENTIFIC PROBLEM STATEMENT
WIRTSCK^TLICKE I D ESETISCKAJTLICHE P RO B LE M STELLIG
....................................
22.
3 OBJECTIVE AND RESEARCH M E TH O D O G
ZIELSETZUNG UND FORSCHUNGSMETHODIK
25
4 ANALYSIS OF PROCESS AND CONTACT MECH^^
ANALYSE DER PROZESS- UND KONTAKTM ECHANIK
29
4.1 DETERMINATION AND MODELING OF PROCESS FORCES DURING ***
E * T T LU U G I D M O D E U IE N G DER PROZESSM FTE BEIM ******* . . .
. . . . ***
4.1 *1 EXPERIMENTAL SETUP AND EFFECTS OF THE PROCESS PARAMETERS ON
IMPACT
FORCE
EXPERIMENTELLER VERSUCKAUFBAU UND AUSMRKNGEN DER PROZESSPARAMETER AUF
DIE
E IN S C H LA G K
FT..................................................................................
29
4.1.2 NUMERICAL MODELING OF IMPACT TESTS
NUMERISCHE M * L L I E T I G *
0
*** EINSCWAGUETSUCHEN........................................
4.2
DETERMINATION AND MODELING OF THE SURFACE INTEGRITY OF SMOOTH SURFACES
UOU GKTTEU GEMMMERTEU
*
E I T T L U U G I D M O D E LLIE RIG DET R A E E U C K TE IG E N S C K
ITE U
38
...................................................................................................................
OBERSSCHEN
4.2.1
EXPERIMENTAL SET-
*
^
38
. . . . . . .
EXPERIMENTELLER VERSUCHSAUFBAU ZUR OKRSSCHENEINGLATTUNG
4.2.2
NUMERICAL MODELING OF SURFACE SMOOTHING
44
..................................
NUMERISCHE
M A LLIE RU N G DER OBE*CHENEINGLAUUNG
-
4.2.3
EFFECTS OF PROCESS PARAMETERS ON SURFACE INTEGRITY FOR SURFACE SMOOTH
NG*
A U S E K IG E N DER PTOZESSPAMMETET *** O B E * C K *IG H M G AUF DIE 0
B E * C K ** )E S C K J
-
47
.................................................................................................................
FE N H E IT
4.3
DESCRIPTION OF THE SURFACE INTEGRITY OF STRUCTURED SURFACES
* *
.
BESCK REIBIG DER OBERFUICIIENMTEGNTAT STNIKTUNETTET W E RB E U G O K FU
IC K U
4.3.1
DEFINITION OF PATTERNS FOR SURFACE STRUCTURING
......................................................
DEFIMTIOU .UOU O K * D I E U S T T * U N N T E R
4.3.2
NUMERICAL MODELING OF SURFACE STRUCTURING
O B E * C K * I U T I E N M G
. . . . . . . . .
*
* *
NUMERISCK M * LU E M U G
4.3.3
EFFECTS OF STRUCTURING PROCESS PARAMETERS ON SURFACE INTEGRITY
*
A DER PRO^ESSPAMMETER ZW S TIU N T U U G AUF DIE OBE*CKEUBESCKI
*
AGE*
*
*
JLSM
*
K
52
................................................................................................................
FE N H E IT
4.4
CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES
54
FAZIT
UND UNGEKLAHE HERAUSFORDERUNGEN
5
FRICTION CHARACTERISTICS OF MACHINE HAMMER PEENED SURFACE STRUCTURES
*?
*
REIB EIG EUSCKFTEU M ASCHM ELL GELIAMMETTER O B E RFLA C K U S TN IK TIE
U
5.1
EVALUATION OF FRICTION CHARACTERISTICS OF SELECTED SURFACE STRUCTURES
USING STRIP
DRAWING TEST
B E W JE RTIG DER REXBEIGEISISCKJTEU AUSGE*KLTET BTTUKTUREU MITHILFE DES
STTEIJEU
-
57
.
ZIEHVERSUCH
5.1.1
EXPERIMENTAL SET-UP FOR MANUFACTURING STRUCTURED STRIP DRAWING TOOLS
58
E *RIM E N TE LLE R
VERSUCKUFBAU ZUM S T* U N E RE N VON STREIFENZIEHWERKZEUGEN
P DRAWING
*
5.1.2
EXPERIMENTAL SET-UP FOR ST
*
60
.
E *RIM E N TE LLE R VERSUCBAUSSAU ZUM S TRE IFE N A H E N
5.1.3
RESULTS OF THE FRICTION ANALYSIS
61
.
ERGEBNISSE DER REIBWEHANALYSE
5.2
MODELING OF THE HYDROSTATIC CONTACT
61
MODELLIERUNG
DES HYDROSTATISCHEN K O N T A K T S
5.2.1
SETUP AND VERIFICATION OF THE FE_BASED FLUID-STRUCTURE INTERACTION MODEL
.
*
*
*
AS-M O EL
*
S
*
LT I T E M L
*
AUFBAU I D . VET*ILKATIOU DES FE-BDERTEU F LU IA -S TE U
*
5.2.2
ANALYSIS OF TRIBOLOGICAL TARGET VALUES
63
.....................................................................
ANALYSE
TNBOHGISCHER ZIELGROSSEN
5.2.3
MODELING OF THE SLIDING CONTACT
***
.....................................................................
MO DELLIENG
DES R A TA * O * TA K TS
5.3 MODELING OF THE HYDRODYNAMIC CONTACT
MODELLIERUNG DES HYDRODYNAMISCHEN K O N TA K TS
......................................................
68
5.3.1 ANALYSIS OF HYDRODYNAMICS LONGITUDINALLY TO THE SLIDING DIRECTION
ANALYSE DER H^DTODYIMIK ENTLANG DER ZIEH,BE
*
U * N G . . . . . . . . . . **
5.3.2 ANALYSIS OF HYDRODYNAMICS TRANSVERSAL TO THE SLIDING DIRECTION
ANALAYSE DER HYDRODYNAMIK QUER ZU
ZIEHBEWEGUNG........................................
74
5.4 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES
FAZIT UND UNGEKLAERTE HERAUSFORDERUNGEN
.........................................................................
79
6 WEAR CHARACTERISTICS OF HAMMER PEENED SURFACES
VERSCIILEISSEIGEUSCKFTEU G E M M M E RTE R OBERJLAC*IEU
6.1 EVALUATION OF WEAR CHARACTERISTICS BY MEANS OF STRIP DRAWING TEST
BEODERTIG DER VERSCHLEIFBESTEDIGKEIT M ILILF E DES STREIJENZIEBERSUCHS .
.
6.1.1 EXPERIMENTAL SET-UP AND EXECUTION
EXPERIMENTELLER VERSUCKUFBAU UND VERSUCKDWRCHSSHRUNG . . . . . . .
82
6.1.2 RESULTS OF THE WEAR ANALYSIS
E*BNISSE DER
VERSCMEISSANALYSE.............................................................................
82
6.2 INVESTIGATION OF COATED SURFACE STRUCTURES
UNTERSUCHUNG BESCHICHTETER
OBERFLAECHENSTRUKTUREN........................................................
84
6.2.1 EXPERIMENTAL COATING CHARACTERIZATION
E *RIM E N TE LLE BESCHICHTUNGSCHARAKTERISIERUNG
...........................................
84
6.2.2 FRICTION AND WEAR ANALYSIS USING COATED SURFACE STRUCTURES
REIB- UND VERSCHLEIFIAMLYSE MIT BESCHICHTETEN O B E RFLA C H E * * U RE
N . . .
86
6.3 MODELING OF SURFACE TEMPERATURE AND RESIDUAI STRESSES FOR SLIDING
CONTACT
M O D E LLIE T IG DER OBE
*
P
*
ACHE*ATEMPEMTU
*
I D E IGENSPAIUUGEN IM G LE ITKO *IT*T *7
6.4 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES
FAZIT I D IG E LD A RTE H E M U 8 FO * *N G E
*
N
*
.................................................................
7 PHYSICOCHEMICAL ANALYSTE OF THE WETTING BEHAVIOR
P K A JS IB U S D *-C K M IS D *E A L L U S E DES B E U E TZ-IG S O E RK
LTE U S
**
7.1 METHODOLOGY AND T H E O ^
METHODIK L D THEORETISCKR
HMTETGTUUD..................................................................
**
7.2 DETERMINATION OF THE SURFACE TENSION OF SELECTED LUBRICANTS
B E S TIM M IG DE
*
O B E L C H E T I S P U I G A U S G E IITE T SCHMIETSTOGE . . . . .
7.2.1 EXPERIMENTAL SET-UP FOR PENDANT DROP METHOD
E?NM ENTELLET VERSUCHSAUFBAU *** M ELODE DES HAENGEUDEN TROPFEUS . . 1
7.2.2 RESULTS FOR LUBRICANT SURFACE TENSION
*******8****1 AET O B E * C H E N * IU U G DET SCHMIETSTOGE . . . . . .
.
**
7.3 DETERMINATION OF THE SURFACE FREE ENERGY OF HAMMER PEENED STRUCTURES
B E S TIM M IG DER ***
*
*.****
1
*
1
*
*
*** GEH
*
AEMME
*
TE
*
S T I U R E I F I . . . . . . . .
* *
7.3.1 CALCULATION METHOD ^
BERECHNUNGSMETHODE UNTER VERWENDUNG DER METHODE DES LIEGENDEN TROPFENS
98
7.3.2 RESULTS OF THE SESSILE DROP METHOD
EIRGEBNISSE DER MELODE DES LIEGENDEN TROP IETIS
...........................................
**
7.4 ASSESSMENT OI PHYSICOCHEMICAL INTERACTIONS
********* DER PKYSIKALISA-CKEM ISCKU W A S E LM
*
BU G EU . . . . . . . . .
****
7.4.1 DETERMINATION OF THE INTERFACIAL TENSION
BESTIMMUNG DER
GRENZSSCHENENERGIE.....................................................................
101
7.4.2 DETERMINATION OF THE WORK OF ADHESION
BESTIMMUNG DER ADHKIONSENERGIE
........................................................................
102
7.4.3 DETERMINATION OF SPREADING PRESSURE
BESTIMMUNG DES SPREITDRUCB
................................................................................
103
7.5 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES
FAZIT UND UNGELOESTE H ERAUSFORDERUNGEN
........................................................................
105
8 ANALYTIC MODELING OF FLUID DYNAMICS
ANALYTISCHE M ODELLIERUNG DER FLUIDM ECHANIK
107
8.1 DERIVATION AND SOLUTION OF THE REYNOLDS EQUATION FOR A MACHJNE
HAMMER PEENED
SURFACE STRUCTURE
H E R LE ITIG I D L O S IG DE
*
EEYNOLDSGLEICKIG F L EIUE GEIIAMMERTE O BE*CK EU-
STRUKTUR
..................................................................................................................................
107
8.1.1 THEORETICAL BACKGROUND AND APPROXIMATION OF A HAMMERED SURFACE
STRUC-
TURE
TKEORETISCKT H M TE * IIIA I D ********** **** GEIIAMMETTEU O K T *TO *
E U S T*
T U R
......................................................................................................................
107
8.1.2 DETERMINATION OF THE TRANSVERSAL AND LONGITUDINAL VELOCITY AND
PRESSURE
DISTRIBUTION FOR STEADY CONDITIONS
BESTIMMUNG DES TRANSVERSALEN UND BNGITUDINALEN GESCHWINDIGKEUES- UND
DRUCK-
PROFILS UNTER STATIONAEREN
BEDINGUNGEN.............................................................
109
8.1.3 RESULTS AND DISCUSSION OF THE INFLUENCE OF TRIBOLOGICAL PROCESS
PARAME-
TERS ON VELOCITY AND PRESSURE DISTRIBUTION
ETGEBUISSE I D . DISKUSSIOU DES EINFLUSSES TE LO G IS C K T
EMJLUSSGTOJIETI AUF AAS
GESCHMNDIGKEITS- UND D N K P R O SS
.................................................................
112
8.2 DESIGN OF TOOLS WITH HAMMER PEENED SURFACES
AUSLEGUNG GEHAMME*ER W ERKZEUGOBERSSCHEN
...............................................
*
* *
8.2.1 RESULTS OF STRUCTURES TRANSVERSALLY ARRANGED TO THE SLIDING
DIRECTION
********** TMUS*UE*SAL
2
UT G LEITNCKTIG AUGEORDUETET S TTIU T E U . . . . . **1
8.2.2 RESULTS OF STRUCTURES ARRANGED LONGITUDINALLY TO THE SLIDING
DIRECTION
ERGEBNISSE LOUGITUDIIL ZUT GLEITTIDITUUG ANGEO*ETER S T I I T N . . . .
**1
8.2.3 COMBINED LONGITUDINAL AND TRANSVERSAL STRUCTURE ARRANGEMENT
ERGEBUISSE ***** ******* LOUGITUDI
1
L-TTA*
N*S*)ETSALEU S T I U M N O * I G
*
8.2.4 DISCUSSION
D ISK U SS IO N
........................................................................................................
119
8.3 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES
FAZIT UND UNGEKLAERTE HERAUSFORDERUNGEN
.................................................................
120
TABLE OF CONTENTS V
9 APPLICATION OF THE FINDINGS AND VALIDATION OF THE RESEARCH HYPOTHESIS
A U IE U D U U G DE
*
E R K E ITM S S E I D VALIDIERUUG DER F O T S C H IG S H IO TIIE S E
***
9.1 FRICTION ANALYSIS OF AN INDUSTRIAL DEEP DRAWING PROCESS AND
VISUALIZATION OF FRIC-
TION
R EIBW ERTAILIJSE EMES RNDUSTHELLEN TIEJZIEHPROZESSES I D V IS U A LIE
IE N G DET REI-
B U N G
.................................................................................................................
121
9.2 EXPERIMENTAL EVALUATION OF F *
*
CT*ON AND WEAR OF A DEEP DRAWING PROCESS WITH
HAMMERED TOOL SURFACES
EXPEHMEUTELLE B E I E R T I G ***** R E IB IG I D VE
*
8CB.LEIII BEIM TIEFZIEHEN M IT GEHAM-
MERTEN WERKZEUGOBERFLAECHEN
............................................................................
124
9.3 VERIFICATION OF THE RESEARCH HYPOTHESIS
VEHFIZIERUNG DER FORSCHUNGSHYPOTHESE
............................................................ 127
10 SUMMARY AND OUTLOOK
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK
129
BIBLIOGRAPHY
L ITE M TU RVE RZE ICH N UE
XXIII
A APPENDIX
ANHANG
* *
*.1 APPENDIX FOR CHAPTER 4
............................................................................
XLI
*.2 APPENDIX FOR CHAPTER 5
............................................................................
X U X
*.3 APPENDIX FOR CHAPTER 6
............................................................................
*
*.4 APPENDIX FOR CHAPTER 7
............................................................................
LMI
*.5 APPENDIX FOR CHAPTER 8
............................................................................
LXIV
*.6 APPENDIX FOR CHAPTER 9
............................................................................
LXXXL
*.7 UST OF STUDENT THESES U S E D
......................................................................
LXXXVII
B ABSTRACT
KURZZUSAMMENFASSUNG
LXXXVILI
C
CURRICULUM VITAE
LEBENSLAUF
XC
|
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| author | Trauth, Daniel 1982- |
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