Methodik zur Überführung tribologischer Effekte aus Modellversuchen in die Methodenplanung von Karosseriebauteilen
von Florian DietrichDer Entwicklungsprozess der umformtechnischen Prozesse und Werkzeuge für die Karosseriebauteilherstellung (Methodenplanung) kann durch Steigerung der Abbildungsgenauigkeit der hierfür notwendigen FE-Berechnungen maßgeblich verbessert werden. Dabei wird angestrebt die Entwicklungs-, Fertigungs- und Tryoutzeiten der Werkzeuge zu reduzieren und die Ressourceneffizienz hinsichtlich des Material- und Energiebedarfs während des Tryouts zu erhöhen.
Eine im Rahmen dieser Arbeit vorgestellte Möglichkeit zur Steigerung der Abbildungsgenauigkeit ergibt sich durch die Integration eines empirischen Reibmodells zur präziseren Abbildung tribologischer Effekte aus der Presswerksumgebung in der Methodenplanung.
Zur Zielerreichung erfolgen Prozessanalysen in der Serienproduktion und an Demonstratoren im Labor zur Bestimmung relevanter tribologischer Systeme und zur definierten Analyse von Einfluss- und Störgrößen. Hierbei wird unter anderem der Einfluss der Hubzahl, der Schmierstoffmenge und Schmierstoffverteilung auf das Prozessergebnis im Labor und Presswerk herausgestellt.
Im Anschluss werden die in der Presswerksumgebung relevanten tribologischen Systeme an verschiedenen tribologischen Prüfanlagen charakterisiert. Die Abweichungen der Versuchsergebnisse verschiedener Prüfanlagen wird zum Anlass genommen, einen Ringversuch zwischen zwei Prüfanlagen durchzuführen. Dabei lässt sich nachweisen, dass das Ergebnis des Prüfstands von der Kontaktlänge als Fehlerquelle und der Kontaktflächengröße als Einflussparameter bestimmt wird.
Zum Schluss erfolgen die Ableitung einer geeigneten empirischen Modellfunktion, die Entwicklung einer Vorgehensweise zur Integration in die FE-Berechnung, die Bestimmung der Modellparameter und eine Validierung anhand von Bauteilversuchen.
