Thermo-mechanical simulation of hard turning with macroscopic models and phase-field-models
Thermo-mechanical simulation of hard turning with macroscopic models and phase-field-models
批准号:
179314845
负责人:
Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Priority Programmes
财政年份:
2010
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2009-12-31 至 2015-12-31
中文摘要
与磨削相比,硬车削是一种优势的替代制造工艺,具有高切屑去除率,在几何复杂工件情况下的灵活性和干法加工资源效率。工件材料的物理性能与零件的未来行为有关,其本质上受表层的形成、硬车削过程中的相变和残余应力的发展的影响。涉及工件热负荷的硬车削工艺优化需要对这些现象进行模拟映射。因此,通过使用多机制模型来模拟考虑到工件材料相变的粘塑性变形过程代表了拟议项目的主要目标之一。基于高速和相变实验以及现场温度和合力分量测量,对模型进行了验证。此外,为了更好地理解中尺度的相变,如奥氏体化、马氏体形成和各向异性的发展,还使用了相场模型。第一阶段的研究工作重点是研究适当的仿真技术,以便对硬车削时滚动轴承套圈内的热通量进行逼真的建模。在第二阶段的支持中,在第一个项目阶段取得的成果被转移到具有轴肩的几何复杂的沟槽车削零件上。此外,考虑到相变,相塑性和扩散过程以及能够推导热盈利加工策略的广泛材料模型的发展是有意的。在支持的第三阶段,仿真模型将用于考虑上游或下游加工过程,目的是推导补偿策略,这将通过修改过程控制或过程顺序来减少热变形。
英文摘要
Compared to grinding is hard turning an advantageous alternative manufacturing process with respect to high chip removal rates, flexibility in case of geometrically complex work pieces and dry processing resource efficiency. The physical properties of the work piece material, which are relevant for the future component behavior, are essentially influenced by the surface layer formation, the phase transformations during the hard turning process and the development of residual stress. The process optimization of hard turning concerning the work piece thermal load requires the simulative mapping of these phenomena. Hence, the simulation of viscoplastic deformation processes taking into account the phase transformations in the work piece material by the use of a Multi-Mechanism-Model represents one of the main goals of the proposed project. The model validation is carried out on the basis of high speed and phase transformation experiments as well as in-situ temperature and resultant force component measurements. Moreover, phase-field models are used in order to achieve a better understanding of the phase transformations at the mesoscale such as austenitization, martensite formation and development of anisotropy. The research work within the first period of support focuses on the investigation of adequate simulation techniques that enable a realistic modeling of the thermal flux in rolling bearing rings during hard turning. In the second period of support, the results achieved in the first project phase are transferred to geometrically complex grooved turned parts with shaft shoulders. Furthermore, the development of an extensive material model taking into consideration the phase transformations, the phase plasticity and diffusion processes as well as enabling the derivation of thermally profitable machining strategies is intended. In the third period of support, the simulation models will be used to consider up- or downstream machining processes with the aim of deriving compensation strategies, which will lead to the reduction of thermal deformations by modifying the process control or the process sequence.
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会议论文
Intrinsic production of hybrid components utilizing a modified RTM-process
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批准号:255986779
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项目类别:Priority Programmes
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2014
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负责人:Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
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依托单位:
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批准号:222376623
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2012
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负责人:Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
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依托单位:
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批准号:98096870
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2008
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负责人:Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
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依托单位:
Experimentelle Untersuchung des flüssigen und teilerstarrten Zustandes oberhalb der Kohärenztemperatur und des Sandes in Gießprozessen sowie deren Modellierung mit stabilen gemischten finiten Elementen niedriger Ordnung
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批准号:48083880
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2007
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负责人:Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
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依托单位:
Experimentelle Untersuchung des flüssigen und teilerstarrten Zustandes oberhalb der Kohärenztemperatur und des Sandes in Gießprozessen sowie deren Modellierung mit stabilen gemischten finiten Elementen niedriger Ordnung
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批准号:5447731
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2005
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负责人:Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
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依托单位:
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批准号:5431314
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2004
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负责人:Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
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批准号:5431327
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2004
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负责人:Professor Dr.-Ing. Rolf Mahnken
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依托单位:
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