TY - BOOK

T1 - Messung und Simulation des Verzugs von Druckgussbauteilen

AU - Hofer, Peter

N1 - nicht gesperrt

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - In dieser Arbeit werden die Einflüsse der Gießparameter im Druckgießverfahren auf den globalen, makroskopischen Verzug zweier Probegussteile mit qualitativ vorhersagbarer Verzugsneigung untersucht. Die Ergebnisse der an den Probegussteilen gemessenen Verzugswerte werden mit den Ergebnissen der numerischen Simulation mit dem Softwarepaket ANSYS Workbench quantitativ verglichen. Zunächst wurden zwei druckgussgerechte Werkzeuge simulationsgestützt konzipiert und hergestellt. Die Geometrie der abzugießenden Probegussstücke wurde so gestaltet, dass bleibender Bauteilverzug auch nach Abkühlung auf Raumtemperatur sichergestellt ist. Es wurde ein Spannungsgitter, bei dem der Verzug durch die Eigengeometrie entsteht, für den Abguss im Druckgießverfahren modifiziert sowie eine V-förmige Schale, bei welcher der Verzug vom Gießsystem verursacht wird, konzipiert. In mehreren Abgussserien wurden unterschiedliche Prozessparameter getestet. An den Probegussstücken wurde der makroskopische Verzug (und somit die globalen Dehnungen) mittels taktiler Messmethoden ermittelt. Die Versuchsabgüsse wurden mit den beiden häufig eingesetzten Druckgusslegierungen AlSi12(Fe) und AlSi10MnMn durchgeführt. Für die Legierung AlSi10MnMg wurden die für die numerische Simulation notwendigen thermophysikalischen und thermomechanischen Daten, ermittelt. Mittels Temperatur- und Zeitmessungen während der Versuchsabgüsse wurden Eingangsdaten für die Prozessmodellierung gewonnen. Es wurden Simulationsmodelle erstellt, mit denen der auftretende Bauteilverzug berechnet wurde. Die verwendeten Rechenmodelle enthalten nur gemessene bzw. aus den Ergebnissen von Messungen abgeleitete Parameter. Es wurden keine physikalisch unbegründeten Fitparameter eingebaut. Die experimentell ermittelten und simulierten Verzugswerte für das Spannungs-gitter und die V-förmige Schale wurden dargestellt. Ein qualitativer und quantitativer Vergleich zwischen Experiment und numerischer Simulation wurde gezogen.

AB - In dieser Arbeit werden die Einflüsse der Gießparameter im Druckgießverfahren auf den globalen, makroskopischen Verzug zweier Probegussteile mit qualitativ vorhersagbarer Verzugsneigung untersucht. Die Ergebnisse der an den Probegussteilen gemessenen Verzugswerte werden mit den Ergebnissen der numerischen Simulation mit dem Softwarepaket ANSYS Workbench quantitativ verglichen. Zunächst wurden zwei druckgussgerechte Werkzeuge simulationsgestützt konzipiert und hergestellt. Die Geometrie der abzugießenden Probegussstücke wurde so gestaltet, dass bleibender Bauteilverzug auch nach Abkühlung auf Raumtemperatur sichergestellt ist. Es wurde ein Spannungsgitter, bei dem der Verzug durch die Eigengeometrie entsteht, für den Abguss im Druckgießverfahren modifiziert sowie eine V-förmige Schale, bei welcher der Verzug vom Gießsystem verursacht wird, konzipiert. In mehreren Abgussserien wurden unterschiedliche Prozessparameter getestet. An den Probegussstücken wurde der makroskopische Verzug (und somit die globalen Dehnungen) mittels taktiler Messmethoden ermittelt. Die Versuchsabgüsse wurden mit den beiden häufig eingesetzten Druckgusslegierungen AlSi12(Fe) und AlSi10MnMn durchgeführt. Für die Legierung AlSi10MnMg wurden die für die numerische Simulation notwendigen thermophysikalischen und thermomechanischen Daten, ermittelt. Mittels Temperatur- und Zeitmessungen während der Versuchsabgüsse wurden Eingangsdaten für die Prozessmodellierung gewonnen. Es wurden Simulationsmodelle erstellt, mit denen der auftretende Bauteilverzug berechnet wurde. Die verwendeten Rechenmodelle enthalten nur gemessene bzw. aus den Ergebnissen von Messungen abgeleitete Parameter. Es wurden keine physikalisch unbegründeten Fitparameter eingebaut. Die experimentell ermittelten und simulierten Verzugswerte für das Spannungs-gitter und die V-förmige Schale wurden dargestellt. Ein qualitativer und quantitativer Vergleich zwischen Experiment und numerischer Simulation wurde gezogen.

KW - Simulation

KW - High-Pressure Die-Casting

KW - Distortion

KW - Residual Stress

KW - Aluminium

KW - Ansys

KW - Simulation

KW - Druckguss

KW - Verzug

KW - Eigenspannung

KW - Aluminium

KW - Ansys

M3 - Dissertation

ER -