Experimentelle und numerische tribologische Untersuchungen in der Blechumformung unter Berücksichtigung realer und rauer Kontaktflächen hinsichtlich einer Verbesserung der Genauigkeit der Prozesssimulation

考虑真实和粗糙接触表面的金属板材成形实验和数值摩擦学研究，以提高工艺模拟的准确性

• 批准号: 97010740
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Mathias Liewald
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Umformtechnik (IFU)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/97010740?language=en
• 关键词: Experimentelle; und; numerische; tribologische; Untersuchungen

Reale raue Oberflächen von Blechformwerkzeugen und Blechwerkstoffen selbst bestehen aus einer Vielzahl von Asperiten, die die Rauheit der Oberfläche definieren. Die Reibungseigenschaften beider Kontaktpartner werden durch deren reale Kontaktfläche wesentlich beeinflusst. Die Beschreibung der Kontaktverhältnisse spielt bei der Reibungsmodellierung eine entscheidende Rolle. In der Vergangenheit wurden mehrere Kontaktmodelle entwickelt, bei denen stochastische Oberflächen durch analytische sowie geometrische Ansätze generiert wurden. Der Vorteil dieser Methoden liegt in der Möglichkeit der Untersuchung beliebiger Oberflächengeometrien. Ein Nachteil der mit diesen Modellen generierten Oberflächen ist die Tatsache, dass die realen Oberflächen nur idealisiert abgebildet werden. Reibungsmodelle wurden für die elastische und plastische Verformung von zwei Flächen entwickelt. Diese Reibungsmodelle berücksichtigen aber teilweise nur den Einfluss der Asperiten und nicht den Einfluss des Schmierstoffs auf das Umformverhalten. Die Verwendung eines Schmierstoffs hat jedoch einen starken Einfluss auf die Reibung, da die reale metallische Kontaktfläche bei Verwendung eines Schmierstoffs im Vergleich zum trockenen Kontakt kleiner ist. Reibungsmodelle, die den Schmierstoffeinfluss berücksichtigen, verwenden dagegen den Kontakt zwischen zwei idealen Flächen. Zielsetzung des hier beantragten Forschungsvorhabens stellt die Entwicklung eines modifizierten Reibungsmodells für die Blechumformung dar, welches sowohl den Einfluss des Schmierstoffes als auch die Einglättung der Oberfläche während des Umformvorgangs berücksichtigt. Dieses modifizierte Reibungsmodell soll in Abhängigkeit von der Flächenpressung (Knotendruck) eine Reibungszahl für die FE-Prozesssimulation liefern, wodurch die Knotenverschiebung der Oberfläche unter Last und bei Relativgeschwindigkeit genauer berechnet werden kann. Das neue Reibungsmodell soll für die Reibungszustände zwischen Grenzreibung und hydrodynamischer Reibung gültig sein. Bei der Modellierung von Oberflächen in FE-Codes werden glatte Flächen und ggf. Schalenelemente verwendet. Der Vorteil dabei ist die geringere Knotenzahl und somit eine schnellere Berechnung. In der Realität dagegen werden raue stochastische oder deterministische Blechoberflächen eingesetzt. Die Rauheit sowohl der Blech- als auch Werkzeugoberfläche wiederum beeinflusst den Schmierstofffluss und die Schmierstoffverteilung unter Last. Bei der Modellierung soll daher eine raue Blechoberfläche verwendet werden. Da die Rauheit der Werkzeugoberfläche viel kleiner als die der Blechoberfläche ist, kann die Werkzeugoberfläche als glatt angenommen werden. Damit soll es möglich sein, bereits in der Prozesssimulation die Oberflächeneinglättung und die Veränderung des Reibungszustandes aufgrund der Relativbewegung des Blechwerkstoffes unter Last zu berücksichtigen. Die Berücksichtigung der realen Blechoberfläche soll letztlich zu einer besseren Abbildung der Realität in der Simulation führen.

实际上，Blechformwerkzeugen和Blechwerkstoffen的Oberflächen最好来自Asperiten的一个Vielzahl，Oberfläche的Rauzahl定义。通过真实的联系方式，联系伙伴韦尔登之间的关系受到了强烈的影响。Die Beschreibung der Kontaktverhältnisse spielt bei der Reibungmodellierung eine entscheidende Rolle.在Vergangenplatz wurden mehrere Kontaktmodelle entwickelt，bei denen stochastische Oberflächen durch analytische sowie geometrische Ansätze generiert wurden. Der Vorteil dieser Methoden liegt in der Möglichkeit der Untersuchung beliebiger Oberflächengeometrien.一个与这个模型相结合的例子是纹身，真正的纹身只是一个理想的韦尔登。Reibungmodelle wurden für die elastische und plastische Verformung von zwei Flächen entwickelt.这一模型只会对Asperiten产生影响，而不会对Schmierstoffs在Umformverhalten上产生影响。这种焊接方法对焊接有明显的影响，实际上是在焊接过程中焊接一种金属接触。Reibungsmodelle，die den Schmierstoffeinfluss berücksichtigen，verwenden dagegen den Kontakt zwischen zwei idealen Flächen. Zielsetzung des hier beantragten Forschungsvorhabens stellt die Entwicklung eines modifizierten Reibungsmodells für die Blechumformung dar，welches sowohl den Einfluss des Schmierstoffes als auch die Einglättung der Oberfläche während des Umformvorgberangs ücksichtigt。这种修改的Reibungsmodell soll in Abhängigkeit von der Flächenpressung（Knotendruck）eine Reibungszahl für die FE-Prozesssimulation liefern，woddessed die Knotenversionebung der Oberfläche unter Last and bei Relativgeschwindigkeit genauer berechnet韦尔登. Das neue Reibungsmodell soll für die Reibungszustände zwischen Grenzreibung und Hydrodynamischer Reibung gültig sein. Bei der Modellierung von Oberflächen in FE-Codes韦尔登glatte Flächen und ggf.你好这是一个很大的缺口，有一个很小的缺口。在现实中，韦尔登是随机的还是决定性的。Blech的Rauzegosowohl- als auch Werkzeugoberfläche wiederum beeinflusst den Schmierstofffluss and die Schmierstoffverteilung unter Last.在模型制作之前，有一个小的Blechoberfläche verwendet韦尔登。当工具性语言的复兴者比blechoberfläche更小的时候，工具性语言就可以成为一个很好的韦尔登。Damit soll es möglich sein，bereits in der Prozesssimulation die Oberflächeneinglättung und die Veränderung des Reibungszustandes aufgrund der Relativbewegung des Blechwerkstoffes unter Last zu berücksichtigen. Die Berücksichtigung der realen Blechoberfläche soll letztlich zu einer besseren Abbildung der Realität in der Simulation führen.