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Die ultraschallüberlagerte Metallumformung erfordert geringere Kräfte als der statische Prozess, während es für das spanlose Zerteilen metallischer Werkstoffe mit Ultraschallüberlagerung bislang keine wissenschaftlichen Arbeiten gibt. Zunächst wurde die Ultraschallüberlagerung in einachsigen Spannungszuständen untersucht, um den Einfluss der Umformung auf die Frequenzverstimmung der Probe zu verstehen. Neuartige Versuche mit orthogonaler Einleitung der statischen Umformkraft zeigten eine signifikante Verringerung des Formänderungswiderstandes, da die Orthogonalität eine Frequenzverstim-mung weitgehend vermeidet. Die orthogonale Methode wurde in verschiedenen Versuchen, einschließlich Kugeleindring- und Keileindringversuchen, untersucht. Thermographische und visioplastische Analysen charakterisierten das Schwingungsfeld, unterstützt durch zeitaufgelöste FE-Simulationen. Ein funktionaler Zusammenhang zwischen Kugeleindruck und Energieeintrag wurde ermittelt, ebenso die Reduktion der MEYER-Härte in Abhängigkeit von der Ultraschallenergie. Diese Erkenntnisse können zur Abschätzung der Kraftreduktion beim Umformen mit Ultraschallüberlagerung dienen. Die erhöhte Schnitttiefe bei Keileindringversuchen deutet darauf hin, dass die orthogonale Einleitung auch für spanloses Schneiden metallischer Werkstoffe vielversprechend ist. Zudem wird ein Verfahren zur Reibwertermittlung beim Flachstauchen vorgeschlagen, das die Quantifizierung von
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Ultraschallüberlagerte Umformung, Joachim Schöck
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- 2005
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