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wt-online - Ausgabe 10-2009, S. 732-739

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Umformtechnik, Werkstoffe, Simulation

Untersuchungen zum Einfluss werkstofflicher Schwankungen innerhalb eines Coils auf die Umformbarkeit *

Ergebnisse experimenteller Werkstoffcharakterisierung an Blechwerkstoffen an  unterschiedlichen Positionen im Coil und Auswirkungen auf den Umformprozess

Zur Erhöhung der Prozesssicherheit von Blechumformprozessen ist es notwendig, die Ursachen einer möglichen Prozessstörung in der Bauteilproduktion bereits früh auszuschließen. Eine Ursache für solche Störungen können Chargenschwankungen sein, die statistisch verteilte Veränderungen der mechanischen Kennwerte zwischen verschiedenen Kaltbandnummern (Blechcoil) bedeuten. Die hier beschriebene Untersuchung zeigt jedoch, dass es ebenso notwendig scheint, die Schwankungen der mechanischen Kennwerte und damit das Formänderungsvermögen des Blechwerkstoffes innerhalb desselben Coils unter Serienaspekten zu berücksichtigen. Dazu wurden an neun unterschiedlichen Abwicklungspositionen einzelne Proben entnommen und die mechanischen Kennwerte mittels uniaxialer Zugprüfung nach DIN EN ISO 10002 ermittelt. Des Weiteren wurden aus diesen mechanischen Kennwerten die zugehörenden Grenzformänderungsdiagramme bestimmt. Auf Basis dieser Untersuchungen erfolgten numerische Umformsimulationen, um den Einfluss des Ortes der Probenentnahme entlang der Abwicklung des Coils auf die Umformbarkeit des Blechwerkstoffes an einem Demonstratorbauteil aufzuzeigen. Den Ausblick dieser Veröffentlichung bildet eine beispielhafte Empfehlung für eine verbesserte Streubreitenangabe als Basis für stochastische Umformsimulationen und zum Bestimmen des Robustheitsmaßes für den vorliegenden Fertigungsprozess für Platinen aus unterschiedlichen Coilpositionen.

Investigation on the influence of variations of mechanical properties within a coil

To increase process robustness in sheet metal forming processes, it is necessary to exclude potential reasons of any process disturbances. One of these reasons is given by scatter of mechanical properties between different sheet metal coils, so called batch scatter. However, also variations of mechanical properties and the directly linked properties of formability within one coil have to be considered, as this contribution shows. In the framework of this paper tensile test specimens has been prepared taken out of nine different positions within coil length. In the following, the mechanical properties in the uniaxial tensile test according to DIN EN ISO 10002 were determined. Based on such results, Forming Limit Diagrams as well has been calculated by using a new semi-empirical model and numerical investigations were done to verify the influence of the coil position on process robustness. Aided by such results an improved method for determination of adequate scatters of mechanical properties as an input for stochastic forming simulations finally is given in this paper.

Autor:
Held, C.; Liewald, M.; Sindel, M.

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
wt-online 10-2009, Seite 732-739
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