TY - THES

T1 - Einsatz der Hochtemperatur-Photogrammetrie in der Messung der akkumulierten lokalen Verformungen und der Rissinitiierung

AU - Wlanis, Thomas

N1 - gesperrt bis null

PY - 2008

Y1 - 2008

N2 - Bei Prozessen der Warmumformung kommt es immer wieder zu unerwünschten Rissbildungen oder Verformungslokalisierungen. Um dagegen wirken zu können ist eine genaue Analyse des Prozesses erforderlich. Ein Weg hierzu ist die experimentelle Ermittlung von lokalen Dehnungen und Verschiebungen sowie der Rissbildung welche z.B. mit einer Finiten-Elemente Berechnung verglichen werden können, unter Einsatz von entsprechenden Schädigungsmodellen. Die Schwierigkeit besteht in der Prozessanalyse und der Paramterbestimmung für die Modelle. Eine Möglichkeit des entsprechenden Abgleichs zwischen Modell und Experiment bietet die Photogrammetrie. Der Einsatz bei Raumtemperatur wurde in der Literatur schon mehrfach beschrieben, ob die Methode auch bei hohen Temperaturen einsetzbar ist, sollte in dieser Arbeit überprüft werden. Um die Einsetzbarkeit der Photogrammetrie in der Warmumformung bewerten zu können wurden Versuche mit Nickelbasis und Aluminium Proben durchgeführt. Als photogrammetrisches System kam das Aramis System der Firma Gom zum Einsatz. Die Stauchversuche wurden auf der Servotest sowie auf der 1MN Hydraulikpresse des Lehrstuhls für Umformtechnik durchgeführt. Um die von den zwei Kameras aufzunehmenden Bilder berechnen zu können müssen die zu untersuchenden Proben mit einem Muster versehen werden. Die notwendigen Muster wurden mit unterschiedlichen Methoden aufgebracht. Die von den beiden Kameras aufgenommenen Bilder werden mit der Aramissoftware ausgewertet, dabei können Werte für die Hauptformänderung, Nebenformänderung, Dehnung nach Mises oder Tresca, Verschiebungen, richtungsabhängige Dehnungen und Verschiebungen sowie weitere Daten berechnet werden. Dabei können auch Erkenntnisse über das Verformungsverhalten, der Stempelführung, etc. im Zuge der Umformung gewonnen werden. Die Versuche und auch die Auswertungen haben gezeigt, dass ein photogrammetrisches System für die Zwecke der Dehnungslokalisierung und Rissbildung eingesetzt werden kann. Dabei wurden die Schwierigkeiten, Grenzen und Möglichkeiten aufgezeigt und mögliche Lösungen und Verbesserungen erarbeitet. Es zeigte sich, dass die Qualität des aufgebrachten Musters von entscheidender Bedeutung für die Anwendung ist. Um die Rissbildung betrachten zu können, müssen Risse im auswertbaren Bereich auftreten. Vieles beeinflusst sich gegenseitig (z.B. Aufnahmefrequenz und Belichtungszeit), sodass hierfür weiterführende Arbeiten erforderlich sind.

AB - Bei Prozessen der Warmumformung kommt es immer wieder zu unerwünschten Rissbildungen oder Verformungslokalisierungen. Um dagegen wirken zu können ist eine genaue Analyse des Prozesses erforderlich. Ein Weg hierzu ist die experimentelle Ermittlung von lokalen Dehnungen und Verschiebungen sowie der Rissbildung welche z.B. mit einer Finiten-Elemente Berechnung verglichen werden können, unter Einsatz von entsprechenden Schädigungsmodellen. Die Schwierigkeit besteht in der Prozessanalyse und der Paramterbestimmung für die Modelle. Eine Möglichkeit des entsprechenden Abgleichs zwischen Modell und Experiment bietet die Photogrammetrie. Der Einsatz bei Raumtemperatur wurde in der Literatur schon mehrfach beschrieben, ob die Methode auch bei hohen Temperaturen einsetzbar ist, sollte in dieser Arbeit überprüft werden. Um die Einsetzbarkeit der Photogrammetrie in der Warmumformung bewerten zu können wurden Versuche mit Nickelbasis und Aluminium Proben durchgeführt. Als photogrammetrisches System kam das Aramis System der Firma Gom zum Einsatz. Die Stauchversuche wurden auf der Servotest sowie auf der 1MN Hydraulikpresse des Lehrstuhls für Umformtechnik durchgeführt. Um die von den zwei Kameras aufzunehmenden Bilder berechnen zu können müssen die zu untersuchenden Proben mit einem Muster versehen werden. Die notwendigen Muster wurden mit unterschiedlichen Methoden aufgebracht. Die von den beiden Kameras aufgenommenen Bilder werden mit der Aramissoftware ausgewertet, dabei können Werte für die Hauptformänderung, Nebenformänderung, Dehnung nach Mises oder Tresca, Verschiebungen, richtungsabhängige Dehnungen und Verschiebungen sowie weitere Daten berechnet werden. Dabei können auch Erkenntnisse über das Verformungsverhalten, der Stempelführung, etc. im Zuge der Umformung gewonnen werden. Die Versuche und auch die Auswertungen haben gezeigt, dass ein photogrammetrisches System für die Zwecke der Dehnungslokalisierung und Rissbildung eingesetzt werden kann. Dabei wurden die Schwierigkeiten, Grenzen und Möglichkeiten aufgezeigt und mögliche Lösungen und Verbesserungen erarbeitet. Es zeigte sich, dass die Qualität des aufgebrachten Musters von entscheidender Bedeutung für die Anwendung ist. Um die Rissbildung betrachten zu können, müssen Risse im auswertbaren Bereich auftreten. Vieles beeinflusst sich gegenseitig (z.B. Aufnahmefrequenz und Belichtungszeit), sodass hierfür weiterführende Arbeiten erforderlich sind.

KW - Photogrammetrie Warmumformung lokale Verformung Rissinitiierung

KW - Stauchversuch

KW - Photogrammetry hot forming crack initiation strain localisation compression test

M3 - Diplomarbeit

ER -