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Umformtechnik (Fach) / Fragen (Lektion)
Fragen zum Fach Umformtechnik
Diese Lektion wurde von UweC erstellt.
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- Von welchen beiden Größen ist die Umformgeschwindigkeit abhängig? Sie hängt ab von der momentanen Werkzeuggeschwindigkeit und der Werkstückhöhe.
- Wie verhält sich die Umformgeschwindigkeit bei konstanter Werkzeuggeschwindigkeit. Bei konstanter Werkzeuggeschwindigkeit nimmt die Umformgeschwindigkeit exponentiell zu.
- Welche beiden Bezeichnungen gibt man der Fließspannung k-f noch? Sie wird (wurde) auch als Umformfestigkeit oder Formänderungsfestigkeit bezeichnet.
- Von welchen Größen hängt die Fließspannung ab? (5) - Werkstoff (Gitterstruktur, Kohlenstoffgehalt etc.) - Werkstoffvorbehandlung und -zustand (stabiles oder instabiles Gefüge) - Umformgrad (vorangegangene Umformung) - Umformgeschwindigkeit - Umformtemperatur
- Wie beeinflusst der Kohlenstoffgehalt die Fließspannung? Ein steigender Kohlenstoffgehalt erhöht die Fließspannung
- Wie wirkt sich die Umformgeschwindigkeit auf die Fließspannung aus? Eine steigende Umformgeschwindigkeit resultiert in einer steigenden Fließspannung.
- Welchen Einfluß hat die Umformtemperatur auf die Fließspannung? Mit steigender Umformtemperatur fällt die Fließspannung ab. Gleichzeitig wird das Umformvermögen (maximaler Umformgrad bis zum Versagen) erhöht.
- Was wird in der Fließkurve dargestellt? Die Fließkurve stellt die Fließspannung über dem Umformgrad dar.
- Wofür wird die Fließkurve benötigt? Die Fließkurve ist notwendig zur Abschätzung des Kraft- und Arbeitsbedarfs eines Umformprozesses sowie als Input für Simulationen des Prozesses.
- Welche Schritte sind zur Ermittlung der Fließkurve notwendig? - Aufnahme von Kraft F und Weg s im einachsigen Zugversuch - Umrechnung in Spannungs- Dehnungskurve (bezogen auf Ausgangsquerschnitt und -länge) ⇒ technische Spannungs- Dehnungskurve - Ermittlung des E-Moduls durch lineare Approximation - Umwandlung in Fließspannungs-Umformgrad-Kurve (kf = F/ A, A=A0*l0/ l, kf = (1+εges)*σ - Abzug der elastischen Rückfederung ( = Winkelkorrektur um tan E) und Verschiebung der elastischen Gerade in den Nullpunkt (εplast = εges - σw/ E + σw - vor / E; φ = ln (l/ l0) = ln(A0/ A) = ln(1+εges) )
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- Die Fließkurve kann im Falle eines Zugversuches lediglich bis zum Beginn der Einschnürung der Probe bestimmt werden. Was tut man, um den weiteren Verlauf der Fließkurve zu ermitteln? Man extrapoliert die Fließkurve nach verschiedenen Annahmen.
- Welche Annahme trifft man bei niedrig- und unlegierten Stählen zur Approximation und Extrapolation der Fließkurve? Approximation nach Nadaj und Reihle: die Fließkurve ist in doppeltlogarithmischer Darstellung eine Gerade ⇒ kf = C*φn, σz = kf*A/ A0 = C*A/ A0*φn, mit A/ A0 = e-φ : σz= C*φn*e-φ Maximum bei φ = φGleichmaß ⇒ 1. Ableitung nullsetzen dσz/ dφ = C*n*φn-1*e-φ - C*φn*e-φ = C*φn-1*e-φ*(n-φ) 0 = C*φn-1*e-φ*(n-φ); bei φGl: σz = Rm, φGl = n = ln(1+εGl), C = Rm*eφGl / φGln = C*(e/n)n Das wird erfüllt, wenn die Fließkurve ε = εGl(Rm); dies muss aus dem Zugversuch abgeleitet werden.
- Was ist der Unterschied im Werkstoffverhalten einer Zug- und einer Druckprobe? Im Spannungs-Dehnungsdiagramm (techn.) verhalten sich beide bis zum Einsetzen plastischen Fließens punktsymmetrisch gleich. Darüber hinaus erreicht die Zugprobe ein Spannungsmaximum, um dann bis zum Bruch abzufallen. In der Druckprobe wachsen die Spannungen und Dehnungen immer weiter an. In einem idealen Druckversuch gibt es kein Versagen der Probe.
- Was ist eine Fließbedingung? Die Fließspannung wurde aus einem einachsigen Versuch gewonnen. Reale Beanspruchungen bei Umformvorgängen sind jedoch in der Regel mehrachsig. Die Fließbedingung ermöglicht die Ermittlung einer (einachsigen) Vergleichsspannung aus dem mehrachsigen Spannungszustand. Dafür stehen (materialabhängig) verschiedene Vergleichsspannungshypothesen zur Verfügung. Plastisches Fließen setzt demnach ein, wenn die Vergleichsspannung gleich der Fließspannung ist. (σv = kf)
- Nenne zwei Vergleichsspannungshypothesen und deren Berechnungsvorschrift! - Schubspannungshypothese nach TRESCA: σVT = σ1 - σ3 = 2τmax - Gestaltänderungsenergiehypothese nach HUBER, v. MISES und HENCKY: σVHMH = √½((σ1-σ2)2 + (σ2 - σ3)2 + (σ3 - σ1)2)