Optimierung einer Probenform für den Kreuzzugversuch zur Bestimmung der Grenzformänderung

David Jocham; Martin Baumann; Wolfram Volk

doi:10.3139/120.110707

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Optimierung einer Probenform für den Kreuzzugversuch zur Bestimmung der Grenzformänderung

David Jocham , Martin Baumann and Wolfram Volk

Published/Copyright: April 14, 2015

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From the journal Materials Testing Volume 57 Issue 3

Kurzfassung

Der Kreuzzugversuch stellt mit zwei senkrecht aufeinander liegenden Kraftrichtungen eine Möglichkeit zur Abbildung mehrachsiger Spannungszustände in der Materialprüfung dar. Die erreichbare Formänderung ist in Probenmitte der gängigen Kreuzzugproben sehr limitiert, so dass diese lediglich zur Bestimmung von Fließortskurven im ersten Quadranten bei niedrigen Vergleichsformänderungen Anwendung finden. Durch eine Analyse der geometrischen Merkmale gängiger Kreuzzugproben wie Schlitze, Kantenverrundungen und Vertiefungen mit Hilfe der FEM wurde eine Kreuzzugprobe zur Bestimmung der Grenzformänderung unter mehrachsiger Belastung optimiert. Durch geeignete Anordnung und Form der Schlitze sowie einer Vertiefung in Probenmitte werden Formänderungen erreicht, die im Bereich der Grenzformänderungskurve liegen. Weiterhin besteht die Möglichkeit die Probengeometrie durch Kleben einzelner Bleche zu erstellen. Hierdurch können eine spanende Bearbeitung der Probe und die einhergehende Veränderung der Werkstoffeigenschaften im Auswertebereich der Probenform vermieden werden.

Abstract

The biaxial tensile test allows to test materials under multiaxial stress states. The achievable strain in the specimen center of the common crusade samples is very limited. The main application is the identification of the yield loci in the first quadrant at low strain values. To determine the forming limit of metal under multiaxial stress states, an optimization of a specimen geometry took place. The influence on the maximum forming limit of common specimen with geometrical features like slots, rounded edges and indentations were investigated by using FEM analysis. Higher strains up to the forming limit can be achieved by using a suitable positioning and shape of the slots as well as an indentation in specimen center. Furthermore, the specimen geometry can be created by adhesive bonding of single sheets. A machining process and the associated change of material properties in the evaluation area of the specimen can be avoided.

§Korrespondenzadresse Dipl.-Ing. David Jocham, Technische Universität München, Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (utg), Prof. Dr.-Ing. Wolfram Volk, Walther-Meißner-Straße 4, 85748 Garching, E-mail: David.Jocham@utg.de

Dipl.-Ing. David Jocham, geb. 1985, studierte Produktion und Logistik an der Technischen Universität München. Seine Schwerpunkte im Studium waren Produktionstechnik und Produktionsmanagement. Derzeit arbeitet er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Umformtechnik und Gießereiwesen der TU München unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Volk. Jocham beschäftigt sich im Rahmen seiner Promotion mit der Untersuchung des Verschleißverhaltens von Gusseisen in Schneid- und Formwerkzeugen, der Werkstoffcharakterisierung und der numerischen Simulation von Schneid- und Umformprozessen.

Martin Baumann, geb. 1986, studierte Maschinenwesen an der Technischen Universität München. Seine Studienschwerpunkte waren Produktionssysteme sowie Kunststoffe und medizinische Implantate. Derzeit ist er in der Automobilzulieferindustrie im Bereich Prozessplanung tätig.

Prof. Dr.-Ing. Wolfram Volk, geb. 1968, studierte Mechanik an der TH Darmstadt und promovierte im Bereich der numerischen Mechanik an der Universität Stuttgart im Jahr 1999. Danach war er 12 Jahre in verschiedenen Positionen in der Firma BMW AG im Bereich der Umformtechnik, Werkzeugbau und Produktionsplanung tätig. Seit 2011 leitet er den Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen der TU München. Die Forschungsschwerpunkte des Lehrstuhls sind die Abbildung, Modellierung und Optimierung von industriellen Prozessketten für die Blechumformung, die Stanztechnik sowie das Gießen von Leichtmetallen.

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Online erschienen: 2015-04-14

Erschienen im Druck: 2015-03-02

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https://doi.org/10.3139/120.110707