Simulative Prognose der Geometrie nassgepresster Karosseriebauteile aus Gelege-Mehrschichtverbunden

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Diss. Reihe Maschinenbau, Band 322

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2019-06-27
Issue Year
2019
Authors
Amann, Christoph
Editor
Franke, Jörg
Hanenkamp, Nico
Merklein, Marion
Schmidt, Michael
Wartzack, Sandro
Publisher
FAU University Press
ISBN
978-3-96147-195-9
Abstract

This thesis focused on the development of a simulation approach for predicting process-induced deformations of wet moulded car body parts. The approach not only captures the well-known deformation modes spring-in and warpage, but also an up to now insufficiently analysed bending deformation. Besides the development of an efficient FE discretisation strategy, the influence of process-related factors like radii correction and fibre reorientations was investigated. To this end, the sub-process simulations for forming and geometry prediction were coupled. The aforementioned simulation method was validated by analysing several CFRP body in white components that show the well-known spring-in deformation as well as a dominant bending deformation. Based on the validated simulation approach, recommendations towards the future design of CFRP parts with high geometrical accuracy could be made.

Abstract

Ziel der Arbeit war die Realisierung des Trockentiefziehens, da Schmierstoffe und Reinigungsmittel oft umweltschädliche Substanzen enthalten und eine längere Prozesskette zum Beölen sowie zum Reinigen der umgeformten Bauteile nötig ist. Motiviert durch die ökologischen und ökonomischen Potentiale wurde in Umformversuchen die Konsequenzen des Schmierstoffverzichts für einen verzinkten Tiefziehstahl sowie zwei Aluminiumlegierungen analysiert. Erhöhte Reibung und Adhäsionsneigung führte besonders beim direkten Kontakt der Aluminiumlegierungen mit dem Werkzeug zu Verschleiß und Schäden auf der Blechoberfläche. Zur Reibungsreduktion wurden die Werkzeuge unterschiedlich bearbeitet und mit verschiedenen amorphen Kohlenstoffschichten versehen. In Streifenzieh- und Trockentiefziehversuchen wurde gezeigt, dass eine niedrige Werkzeugrauheit unabhängig vom Blechwerkstoff zu vorteilhaftem tribologischen Verhalten führt. Eine Wolframdotierung der Schichten wirkt hingegen negativ auf das Verschleißverhalten. Der Einfluss lasergenerierter Mikrostrukturen hängt von deren Tiefe und Flächendeckungsgrad ab. Es wurden tribologische Wirkzusammenhänge unter trockenen Kontaktbedingungen abgeleitet und gezeigt, dass Trockentiefziehen abhängig von Kontaktpartnern und Oberflächenmodifikationen realisierbar ist.

Series
FAU Studien aus dem Maschinenbau
Series Nr.
322
Citation
mb.fau.de/diss
Notes
Parallel erschienen als Druckausgabe bei FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-194-2
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