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Beschreibung des Eigenspannungszustandes beim Pendel- und Schnellhubschleifen

ISBN: 978-3-86359-226-4

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Kurzübersicht

Das Schleifen steht in einer Vielzahl von Anwendungsfällen am Ende der Wertschöpf-ungskette. Aufgrund des beim Schleifen auftretenden thermomechanischen Belastungskollektives in der Kontaktzone kann es zu thermischen Überbeanspruchungen in der Werkstückrandzone kommen. Diese haben einen direkten Einfluss auf die Eigenspannungen und somit auf die Lebensdauer von dynamisch beanspruchten Werkstücken.

Beschreibung des Eigenspannungszustandes beim Pendel- und Schnellhubschleifen

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Details

Das Schleifen steht in einer Vielzahl von Anwendungsfällen am Ende der Wertschöpfungskette. Aufgrund des beim Schleifen auftretenden thermomechanischen Belastungskollektives in der Kontaktzone kann es zu thermischen Überbeanspruchungen in der Werkstückrandzone kommen. Diese haben einen direkten Einfluss auf die Eigenspannungen und somit auf die Lebensdauer von dynamisch beanspruchten Werkstücken. Insbesondere für die Vorhersage von Eigenspannungen ist die Kenntnis der thermomechanischen Beanspruchungen sowie der metallurgische Zustand der Werkstückrandzone eine Grundvoraussetzung. Die wesentliche Herausforderung hierbei liegt darin, das thermomechanische Belastungskollektiv während des Pendel- und Schnellhubschleifens quantifizierbar darzustellen, um daraus das wirkende Beanspruchungskollektiv abzuleiten. Darauf aufbauend können die Ursachen (thermomechanisch-metallurgische Beanspruchungen) für die Eigenspannungsausbildung erforscht werden. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit lag in der Erforschung der Eigenspannungen auf Grundlage des thermomechanisch-metallurgischen Beanspruchungskollektives während des Pendel- und Schnellhubschleifens. Damit das Ziel erreicht werden konnte, wurde im ersten Schritt die Neu- und Weiterentwicklung verschiedener Messmethoden zur Identifizierung des thermomechanischen Belastungskollektives im Kontaktbogen vorgenommen. In einem weiteren Schritt folgten experimentelle Untersuchungen zum Pendel- und Schnellhubschleifen, um die thermischen und mechanischen Belastungen messtechnisch zu erfassen und beschreibbar zu machen. Die nachfolgenden experimentellen Hochgeschwindigkeitszugversuche zur Beschreibung des thermomechanischen Werkstoffverhaltens dienten als Grundlage für die Ermittlung des wirksamen thermomechanischen Belastungskollektives. Mittels eines zweidimensionalen FE-Modelles wurde das auf die geschliffene Werkstückoberfläche wirkende thermo-mechanische Beanspruchungsprofil identifiziert. Nachfolgend wurden die ermittelten Beanspruchungen für die Experimente zur Phasenumwandlung am DESY (DEUTSCHES ELEKTRONEN-SYNCHROTRON) in Hamburg zu Grunde gelegt. Die Ergebnisse wurden analytisch zusammengefasst und dienten in einem 3D-FE-Modell als Eingangsgröße für die weitere Modellierung der Eigenspannungen. Das 3D-FE-Modell lieferte Erkenntnisse über die Entstehung von Eigenspannungen in der Werkstückrandzone in Abhängigkeit von dem thermomechanisch-metallurgischen Beanspruchungsszenario. Abschließend wurde das Modell zur Vorhersage von Eigenspannungen beim Pendel- und Schnellhubschleifen validiert.

Zusatzinformation

Autor Duscha, Michael
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-226-4
Gewicht 0.300 kg
Erscheinungsdatum 17.06.2014
Lieferzeit 3-4 Tage
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