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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen

Donnerstag (19.09.2019)
14:30 - 15:00 Uhr Gartensaal

Eigenspannungen werden bislang als zu vermeidender Faktor interpretiert, der die Herstellbarkeit von Bauteilen weitgehend negativ beeinflusst. Im Fokus zahlreicher Untersuchungen steht daher die Vermeidung bzw. Reduzierung solcher inneren Belastungen, da diese zu verfrühtem Bauteilversagen führen können. Im Gegensatz dazu wird mit dem DFG Schwerpunktprogramm SPP2013 angestrebt, Eigenspannungen bewusst mit Hilfe umformender Fertigungsverfahren in Bauteile einzubringen bzw. die Größe und Verteilung der Eigenspannungen zu steuern und zu kontrollieren, so dass diese einen positiven Einfluss auf relevante Eigenschaften der umformtechnisch hergestellten Bauteile haben.

Im Rahmen des SPP2013 werden die wissenschaftlichen Grundlagen erarbeitet, um die gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen zu ermöglichen. Die Bauteileigenschaften, deren Verbesserung bei den Forschungsprojekten im Vordergrund steht, sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ein vorrangiges Auslegungskriterium während des späteren Bauteileinsatzes sind. Exemplarisch können hier die Schwingfestigkeit, die statische Festigkeit sowie die Beulsteifigkeit und -festigkeit in Kombination mit der Eigenschaftsstabilität während des Betriebes genannt werden.

In der ersten Phase wurde der qualitative Nachweis erbracht, dass Eigenspannungen gezielt reproduzierbar in die untersuchten Umformbauteile eingebracht werden können und deren Größe und Verteilung gesteuert werden kann. Zum Nachweis der Eigenspannungen wurden unterschiedlichste Analysemethoden wie zum Beispiel Röntgendiffraktometrie, Neutronen-Gitter-Interferometrie, Bohrlochmethode und Nanoindentation eingesetzt. Neben den realen Versuchen und der messtechnischen Analyse wurden numerische Methoden und Modellierungsstrategien zur Berechnung von Eigenspannungen weiterentwickelt um die Vorhersagegenauigkeit zu erhöhen.

Durch die Disziplinen übergreifenden Projektteams und Fachkreise können Eigenspannungen besser vorhergesagt, durch Fertigungsprozesse gezielt eingebracht und im Sinne eines Auslegungskriteriums für zukünftige Produkte nutzbar gemacht werden.

 

Sprecher/Referent:
Dr. Michael Schulz
Heinz Maier-Leibnitz Zentrum
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Wolfram Volk
    Technische Universität München
  • Prof. Dr. Alexander Brosius
    Technische Universität Dresden
  • Simon Vogt
    Technische Universität München