Untersuchungen zum Schadensmechanismus Torsionsschwingbruch durch Kontaktermüdung an Schraubendruckfedern. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2019. - 1 Online-Ressource (xvii, 184 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 34)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Wirkzusammenhänge des Schadensmechanismus "Torsionsschwingbruch durch Kontaktermüdung" zu untersuchen und Möglichkeiten zur Quantifizierung des Schadensmechanismus aufzuzeigen. Zu diesem Zweck werden Federvarianten mit unterschiedlichen Anlageverhalten gefertigt, charakterisiert und geprüft. Mit den bisher etablierten Methoden kann das Anlageverhalten nicht lokal und zugleich bei einer definierten Federkraft bewertet werden, was für die Fertigung von Versuchsfedern mit gezielt variierenden Anlageverhalten erforderlich ist. Vor diesem Hintergrund wird die Lichtspaltmethode entwickelt. Die Lichtspaltmethode eignet sich im Gegensatz zu numerischen Verfahren auch zur fertigungsnahen Beurteilung des Anlageverhaltens. Zusätzlich ermöglicht die Lichtspaltmethode einen höherwertigen FE-Abgleich im Endwindungsbereich, als ein Abgleich über die Federrate oder mittels druckempfindlichen Papiers. Aufgrund der Schwingfestigkeitsergebnisse wird eine Untergliederung des Schadensmechanismus hinsichtlich HCF-Kontaktermüdung mit Bruchausgang im Oberflächennahen Bereich und VHCF-Kontaktermüdung mit Bruchausgang unterhalb der Oberfläche vorgenommen. Begleitender Untersuchungen an Federn und Drähten zeigen, dass begünstigende Ursachen für Endwindungsbrüche mit der Ausprägung HCF-Kontaktermüdung sich auf eine fertigungs- bzw. verschleißbedingte Primärschädigung zurückführen lassen. Endwindungsbrüche im Bereich erhöhter Schwingspielzahlen mit einem Bruchausgang unterhalb der Oberfläche weisen auf eine Primärschädigung durch Kontaktermüdungsrissbildung hin. Auf Grundlage der Schwingfestigkeitsversuche an Schraubendruckfedern und numerischen Berechnungen wird eine Vorgehensweise zur Auslegung der Endwindungsgeometrie bei erhöhter Schwingspielzahl erarbeitet. Die Grobauslegung der Endwindungsgeometrie erfolgt über die Analyse des Kontaktwinkels in Abhängigkeit der Torsionsbeanspruchung. Die örtliche Bewertung erfolgt auf Basis der Finiten Elemente Methode und geeigneter Schadensparameter. Die numerische Nachrechnung der Schwingversuche zeigt, dass die lokale Kontaktdruckschwingweite als auch der Schadensparameter nach Dang Van geeignete Kenngrößen zur Beschreibung der VHCF-Kontaktermüdung darstellen. Durch diese Arbeit lassen sich Endwindungsbrüche durch Kontaktermüdung im VHCF-Bereich lokal bewerten.
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000564
Veränderung der Federdrahtparameter im Federherstellprozess. - In: Lehrgang "Kaltgeformte Federn" 2018, (2018), S. 261-278
Berechnungsprogramme für Schraubendruckfedern. - In: Lehrgang "Kaltgeformte Federn" 2018, (2018), S. 199-226
Berechnung, Toleranzen und Eigenschaften von Schraubenfedern. - In: Lehrgang "Kaltgeformte Federn" 2018, (2018), S. 177-198
Numerische Methoden bei der Federentwicklung. - In: Lehrgang "Kaltgeformte Federn" 2018, (2018), S. 89-122
Grundlagen der Lebensdauerberechnung. - In: Lehrgang "Kaltgeformte Federn" 2018, (2018), S. 59-88
Lehrgang "Kaltgeformte Federn" 2018 : Kaltgeformte Federn aus Band- und Drahtmaterial - Grundlagen, Werkstoffe, Berechnung, Gestaltung und Fertigung. - Ilmenau : ISLE Steuerungstechnik und Leistungselektronik
Methodik zur Bestimmung optimaler Parameter beim Drahtumformen. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - 1 Online-Ressource (XIX, 202 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 31)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018
Mehrstufige Drahtumformprozesse stellen die fertigungstechnische Grundlage für technisch anspruchsvolle Bauteile dar. Bei diesen mehrstufigen Prozessen ist die Ermittlung der resultierenden Eigenspannungen sowohl analytisch als auch numerisch bisher nur bedingt möglich. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Bereitstellung einer Methodik zur Bestimmung der optimalen Parameter beim Drahtumformen. Als erstes wird die zur Beschreibung des Umformvorgangs nötige Werkstoffcharakterisierung durchgeführt. Diese Charakterisierung basiert auf Experimenten, die sowohl den BAUSCHINGER-Effekt als auch Ver- und Entfestigungsmechanismen untersuchen und quantifizieren. Darauf aufbauend folgt der zweite Teilbereich, die analytische Beschreibung des mehrstufigen Umformprozesses. Durch Anwendung dieses deskriptiven Algorithmus werden sowohl die (Eigen-)Spannungen als auch die elastischen und plastischen Verformungen zu jedem Zeitpunkt des Umformvorgangs bestimmt. Als dritter Teilbereich werden verschiedene Optimierungsalgorithmen mit unterschiedlichen Zielsetzungen für den deskriptiven Algorithmus vorgestellt.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000300
Wärmebehandlung von SiCr-legiertem, ölschlussvergütetem Federstahldraht. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - 1 Online-Ressource (XXI, 149 Seiten). - (Berichte aus dem Institut für Maschinen- und Gerätekonstruktion (IMGK) ; Band 30)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018
Diese Arbeit befasst sich mit der Frage, inwieweit durch die Kombination der Wärmebehandlungsschritte der Draht- und Federnfertigung die mechanische Auslastbarkeit und die Lebensdauer von Schraubendruckfedern gesteigert werden können. Es wird ein analytisches Modell vorgestellt, welches die Berechnung von Temperatur – Zeit – Verläufen der Drahtvergütung ermöglicht. Anhand von Laborversuchen werden für jeden Teilprozess der Wärmbehandlung optimale Regime bestimmt, die Kenngrößen für die analytische Berechnung ermittelt sowie das Berechnungsmodell validiert. Verschiedene Einflussfaktoren auf die Gefügeausbildung des Drahtmaterials sowie die Auswirkungen aller Prozessabschnitte auf die mechanischen Eigenschaften des vergüteten Feder-stahldrahtes werden diskutiert. Es wird dargelegt, dass torsionsbelastete Federn aus optimiert hergestelltem Material einen deutlich gesenkten Setzbetrag sowie im Rahmen von Dauerschwingversuchen eine gesteigerte Lebensdauer im Zeitfestigkeitsbereich aufweisen.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000210
Festigkeitsnachweis für Federn und Federelemente. - In: Draht, ISSN 0012-5911, Bd. 69 (2018), 1, S. 20-21