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Numerische Berechnung der thermischen Belastung und der Lebensdauer in Werkzeugen beim Thixoschmieden von Stahl

Numerische Berechnung der thermischen Belastung und der Lebensdauer in Werkzeugen beim Thixoschmieden von Stahl

Email:  fem@ifum.uni-hannover.de
Year:  2017
Sponsors:  Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299534929
Lifespan:  3 Jahre

Im Bereich der numerischen und experimentellen Untersuchung der Lebensdauer von Schmiedegesenken konnte das IFUM sowohl grundlagen- als auch anwendungsorientiert bereits Erfahrungen sammeln.

Im Rahmen dieses Projekts wird das Ziel verfolgt, die thermische Belastung und die Lebensdauer von Thixoschmiedewerkzeugen anhand eines Napfrückwärtsfließprozesses von Stahl numerisch zu berechnen. Hierbei erfolgt eine Nachbildung der im Schmiedeprozess auftretenden thermischen und mechanischen Belastungen, um das reale Werkstoffverhalten möglichst genau bei der Vorhersage der Lebensdauer berücksichtigen zu können. Die im Rahmen von zyklisch thermisch-mechanischen Ermüdungsversuchen ermittelte Wöhlerkurve und die FE-gestützt berechnete zyklische Dehnungsamplitude, bilden die Grundlage für die Abschätzung der Schmiedezyklen bis zur Anrissbildung für einen Modellprozess. Die Werkzeugstandmenge bis zur Anrissbildung soll in Übereinstimmung mit der Realität vorhergesagt werden. Basierend auf der FE-gestützten Prozesssimulation wird mithilfe der Schädigungsmodells nach Sehitoglu die über den Prozessverlauf kumulierte Schädigung im Werkzeug berechnet und die Ergebnisse anhand von experimentellen Thixoschmiede-versuchen validiert.