Ein innovatives verfahren zur charakterisierung der reibung und des warmeubergangs beim prazisionsschmieden

摘要

Die Genauigkeit der FE-Simulation eines Schmiedeprozesses hangt neben der Wahl der verwendeten numerischen Berechnungsverfahren entscheidend von der Genauigkeit des verwendeten FE-Modells ab. Dazu mussen die mechanischen und thermischen Prozesse beim Schmieden sowie die mechanischen und thermischen Eigenschaften des Werkstucks und, wenn erforderlich, der Werkzeuge moglichst genau im FE-Modell wiedergegeben werden. Besonders problematisch erweist sich dabei die realitatsgetreue Abbildung der auftretenden Reibung und des Warmeubergangs zwischen Werkstuck und Werkzeugen. Die genaue Beschreibung dieser Randbedingungen ist jedoch fur realitatsnahe Simulationsergebnisse zwingend erforderlich [1]. Fur die Abbildung der Reibung werden bisher hauptsachlich das Coulombsche Reibgesetz oder das Reibfaktormodell verwendet, welche jeweils einen zu bestimmenden Koeffizienten (Reibzahl bzw. Reibfaktor) enthalten. Der Nachteil dieser Ansatze ist jedoch, dass die Reibzahl bzw. der Reibfaktor nur uber die Reibflache gemittelte Werte darstellen und somit der Komplexitat der auftretenden Reibung nicht gerecht werden konnen. Analog dazu besteht das Problem beim Warmeubergang, welcher durch das Produkt aus dem Warmeubergangskoeffizienten und der Differenz der Oberflachentemperaturen der Kontaktpartner berechnet wird.