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Entwicklungsmethodik für transparente Modellversuche in der Blechumformung am Beispiel von Wärmeübergangskoeffizienten und Tribologie

Schell, Lukas (2024)
Entwicklungsmethodik für transparente Modellversuche in der Blechumformung am Beispiel von Wärmeübergangskoeffizienten und Tribologie.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der vorliegenden Arbeit wird eine Entwicklungsmethodik für Modellversuche vorgestellt, die das V-Modell nach VDI 2206 mit einem Spannungsfeld aus drei grundlegenden Merkmalen von Modellversuchen (Übertragbarkeit auf Realprozesse, Beobachtbarkeit und Aufwand) kombiniert. Die Entwicklungsmethodik wird beispielhaft auf die Entwicklung von zwei Modellversuchen für die nicht-isotherme (Aluminium-) Blechumformung angewendet. Dabei stehen die Eigenschaftsabsicherung (Verifikation und Validierung bzw. Plausibilisierung) sowie die entwicklungsbegleitende Modellierung im Vordergrund. Die Entwicklung des tribologischen Modellversuchs erfolgt auf Basis eines Streifenziehversuchs. Der resultierende Modellversuch ermöglicht durch seinen hohen Automatisierungsgrad eine effiziente Versuchsdurchführung. Er ist in der Lage, verschiedene Schmierstoff-spezifische Phänomene aufzulösen und Reibwerte als Funktion der initialen Temperaturen von Blech und Werkzeugen zu ermitteln. Im Rahmen der Entwicklung des IHTC-Modellversuchs werden verschiedene Methoden zur Ermittlung von IHTCs sowohl experimentell als auch modellbasiert analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass bisherige IHTC-Werte aus der Literatur den Wärmeübergang zwischen Blech und Werkzeug um bis zu 90 % unterschätzen. Als Gründe hierfür werden Temperaturmessfehler in Ronde und Stempel der IHTC-Versuche nachgewiesen.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2024
Autor(en): Schell, Lukas
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Entwicklungsmethodik für transparente Modellversuche in der Blechumformung am Beispiel von Wärmeübergangskoeffizienten und Tribologie
Sprache: Deutsch
Referenten: Groche, Prof. Dr. Peter ; Merklein, Prof. Dr. Marion
Publikationsjahr: 22 April 2024
Ort: Darmstadt
Kollation: IX, 209 Seiten
Datum der mündlichen Prüfung: 9 Januar 2024
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/26916
Kurzbeschreibung (Abstract):

In der vorliegenden Arbeit wird eine Entwicklungsmethodik für Modellversuche vorgestellt, die das V-Modell nach VDI 2206 mit einem Spannungsfeld aus drei grundlegenden Merkmalen von Modellversuchen (Übertragbarkeit auf Realprozesse, Beobachtbarkeit und Aufwand) kombiniert. Die Entwicklungsmethodik wird beispielhaft auf die Entwicklung von zwei Modellversuchen für die nicht-isotherme (Aluminium-) Blechumformung angewendet. Dabei stehen die Eigenschaftsabsicherung (Verifikation und Validierung bzw. Plausibilisierung) sowie die entwicklungsbegleitende Modellierung im Vordergrund. Die Entwicklung des tribologischen Modellversuchs erfolgt auf Basis eines Streifenziehversuchs. Der resultierende Modellversuch ermöglicht durch seinen hohen Automatisierungsgrad eine effiziente Versuchsdurchführung. Er ist in der Lage, verschiedene Schmierstoff-spezifische Phänomene aufzulösen und Reibwerte als Funktion der initialen Temperaturen von Blech und Werkzeugen zu ermitteln. Im Rahmen der Entwicklung des IHTC-Modellversuchs werden verschiedene Methoden zur Ermittlung von IHTCs sowohl experimentell als auch modellbasiert analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass bisherige IHTC-Werte aus der Literatur den Wärmeübergang zwischen Blech und Werkzeug um bis zu 90 % unterschätzen. Als Gründe hierfür werden Temperaturmessfehler in Ronde und Stempel der IHTC-Versuche nachgewiesen.

Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

In this work, a development methodology for (physical) simulation tests is presented which combines the V-model according to VDI 2206 with a tension field of three basic characteristics of simulation tests (transferability to real processes, observability and effort). The development methodology is exemplarily applied to the development of two simulation tests for non-isothermal (aluminum) sheet metal forming. The focus is on property validation (verification and validation or plausibility check) and modeling during development. The tribological simulation test is developed on the basis of a strip drawing test. The resulting simulation test enables efficient test execution due to its high degree of automation. It is capable of resolving various lubricant-specific phenomena and determining friction coefficients as a function of the initial temperatures of sheet metal and tools. As part of the development of the IHTC simulation test, various methods for determining IHTCs are analyzed both experimentally and based on models. The results show that previous IHTC values from the literature underestimate the heat transfer between sheet metal and tool by up to 90%. The reasons for this are shown to be temperature measurement errors in the blank and die of the IHTC tests.

Englisch
Freie Schlagworte: Aluminium, 7075, Blechumformung, Warmumformung, Abschreckumformung, Wärmeübergangskoeffizienten, WÜK, HTC, IHTC, Tribologie, Streifenziehversuch
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-269166
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 16 Fachbereich Maschinenbau
16 Fachbereich Maschinenbau > Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU)
16 Fachbereich Maschinenbau > Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PtU) > Forschungsabteilung Tribologie
Hinterlegungsdatum: 22 Apr 2024 12:14
Letzte Änderung: 23 Apr 2024 06:05
PPN:
Referenten: Groche, Prof. Dr. Peter ; Merklein, Prof. Dr. Marion
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 9 Januar 2024
Export:
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