Verfügbarkeit: Tribology of machine hammer peened tool surfaces for deep drawing

Tribology of machine hammer peened tool surfaces for deep drawing: = Tribologie maschinell gehämmerter Werkzeugoberflächen für das Tiefziehen

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Bibliographische Detailangaben
Beteilige Person:	Trauth, Daniel 1982- (VerfasserIn)
Format:	Hochschulschrift/Dissertation Buch
Sprache:	Englisch
Veröffentlicht:	Aachen Apprimus Verlag 2016
Ausgabe:	1. Auflage
Schriftenreihe:	Ergebnisse aus der Produktionstechnik Band 14/2016
Schlagwörter:	Vergütungsstahl Hämmern Inkrementelles Umformen Tiefziehwerkzeug Oberflächenbehandlung Werkzeugstahl Strukturierung Werkzeugverschleiß Kaltverfestigung Tribologie Hochschulschrift
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Umfang:	XXC, 136 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783863594244

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adam_text	TABLE OF CONTENTS IU K LTS V E RZ E IC K IS 1 INTRODUCTION E IN LEITUNG 1 2 STATE OF THE ART IN DEEP DRAWING TRIBOLOGY STAUD DER E T K E ITU IS S E AEU * L O L O G I E **** TIEJZIEIIEU * 2.1 DEEP DRAWING BASICS GRUNDLAGEN DES T IE FZ IE H E N S ...................................................................................... 7 2.1.1 PROCESS PRINCIPLE OF DEEP DRAWING VERFAHRENSPRINZIP TIEFZIEHEN ........................................................................... 8 2.1.2 TRIBOLOGY OI SLIDING BODIES ******** GLEITENDER K OE R P E R .................................................................................... 10 2.1.3 INTERMEDIATE CONCLUSION Z E C H E N FA Z IT............................................................................................................. 15 2.2 SURFACE STRUCTURES IN ELASTIC AND ELASTO-PLASTIC CONTACTS O B E * C H E ASTRUKTUEA M ELASTISCIEU I D ELASTO-PLASTISCKEU KOUTAIDEU . . . ** 2.2.1 MECHANISMS OF SURFACE STRUCTURES W I A A A N A E N VON O B E * C H E * RU K TU RE N ........................................................ 15 2.2.2 MANUFACTURING PROCESSES FOR THE GENERATION OF SURFACE STRUCTURES ***** 9 * 98 ********** 2 * * HERSTEUIG UOU O B E C K ITT * TU T E U . . . . . . 2.2.3 INTERMEDIATE CONCLUSION Z M S C H E N FA I .................................................................................. 19 2.3 MACHINE HAMMER PEENING MASCHINELLES OKRFLACHENHAMMERN ........................................................................ 19 2.4 ECOLOGICAL AND SCIENTIFIC PROBLEM STATEMENT WIRTSCK^TLICKE I D ESETISCKAJTLICHE P RO B LE M STELLIG .................................... 22. 3 OBJECTIVE AND RESEARCH M E TH O D O G ZIELSETZUNG UND FORSCHUNGSMETHODIK 25 4 ANALYSIS OF PROCESS AND CONTACT MECH^^ ANALYSE DER PROZESS- UND KONTAKTM ECHANIK 29 4.1 DETERMINATION AND MODELING OF PROCESS FORCES DURING * E * T T LU U G I D M O D E U IE N G DER PROZESSM FTE BEIM ***** . . . . . . . * 4.1 1 EXPERIMENTAL SETUP AND EFFECTS OF THE PROCESS PARAMETERS ON IMPACT FORCE EXPERIMENTELLER VERSUCKAUFBAU UND AUSMRKNGEN DER PROZESSPARAMETER AUF DIE E IN S C H LA G K FT.................................................................................. 29 4.1.2 NUMERICAL MODELING OF IMPACT TESTS NUMERISCHE M L L I E T I G * 0 *** EINSCWAGUETSUCHEN........................................ 4.2 DETERMINATION AND MODELING OF THE SURFACE INTEGRITY OF SMOOTH SURFACES UOU GKTTEU GEMMMERTEU * E I T T L U U G I D M O D E LLIE RIG DET R A E E U C K TE IG E N S C K ITE U 38 ................................................................................................................... OBERSSCHEN 4.2.1 EXPERIMENTAL SET- * ^ 38 . . . . . . . EXPERIMENTELLER VERSUCHSAUFBAU ZUR OKRSSCHENEINGLATTUNG 4.2.2 NUMERICAL MODELING OF SURFACE SMOOTHING 44 .................................. NUMERISCHE M A LLIE RU N G DER OBECHENEINGLAUUNG - 4.2.3 EFFECTS OF PROCESS PARAMETERS ON SURFACE INTEGRITY FOR SURFACE SMOOTH NG A U S E K IG E N DER PTOZESSPAMMETET *** O B E * C K IG H M G AUF DIE 0 B E C K ** )E S C K J - 47 ................................................................................................................. FE N H E IT 4.3 DESCRIPTION OF THE SURFACE INTEGRITY OF STRUCTURED SURFACES * * . BESCK REIBIG DER OBERFUICIIENMTEGNTAT STNIKTUNETTET W E RB E U G O K FU IC K U 4.3.1 DEFINITION OF PATTERNS FOR SURFACE STRUCTURING ...................................................... DEFIMTIOU .UOU O K * D I E U S T T * U N N T E R 4.3.2 NUMERICAL MODELING OF SURFACE STRUCTURING O B E * C K * I U T I E N M G . . . . . . . . . * * * NUMERISCK M * LU E M U G 4.3.3 EFFECTS OF STRUCTURING PROCESS PARAMETERS ON SURFACE INTEGRITY * A DER PRO^ESSPAMMETER ZW S TIU N T U U G AUF DIE OBECKEUBESCKI AGE* * * JLSM * K 52 ................................................................................................................ FE N H E IT 4.4 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES 54 FAZIT UND UNGEKLAHE HERAUSFORDERUNGEN 5 FRICTION CHARACTERISTICS OF MACHINE HAMMER PEENED SURFACE STRUCTURES ? REIB EIG EUSCKFTEU M ASCHM ELL GELIAMMETTER O B E RFLA C K U S TN IK TIE U 5.1 EVALUATION OF FRICTION CHARACTERISTICS OF SELECTED SURFACE STRUCTURES USING STRIP DRAWING TEST B E W JE RTIG DER REXBEIGEISISCKJTEU AUSGEKLTET BTTUKTUREU MITHILFE DES STTEIJEU - 57 . ZIEHVERSUCH 5.1.1 EXPERIMENTAL SET-UP FOR MANUFACTURING STRUCTURED STRIP DRAWING TOOLS 58 E RIM E N TE LLE R VERSUCKUFBAU ZUM S T* U N E RE N VON STREIFENZIEHWERKZEUGEN P DRAWING * 5.1.2 EXPERIMENTAL SET-UP FOR ST * 60 . E RIM E N TE LLE R VERSUCBAUSSAU ZUM S TRE IFE N A H E N 5.1.3 RESULTS OF THE FRICTION ANALYSIS 61 . ERGEBNISSE DER REIBWEHANALYSE 5.2 MODELING OF THE HYDROSTATIC CONTACT 61 MODELLIERUNG DES HYDROSTATISCHEN K O N T A K T S 5.2.1 SETUP AND VERIFICATION OF THE FE_BASED FLUID-STRUCTURE INTERACTION MODEL . * * AS-M O EL * S * LT I T E M L * AUFBAU I D . VETILKATIOU DES FE-BDERTEU F LU IA -S TE U 5.2.2 ANALYSIS OF TRIBOLOGICAL TARGET VALUES 63 ..................................................................... ANALYSE TNBOHGISCHER ZIELGROSSEN 5.2.3 MODELING OF THE SLIDING CONTACT *** ..................................................................... MO DELLIENG DES R A TA * O * TA K TS 5.3 MODELING OF THE HYDRODYNAMIC CONTACT MODELLIERUNG DES HYDRODYNAMISCHEN K O N TA K TS ...................................................... 68 5.3.1 ANALYSIS OF HYDRODYNAMICS LONGITUDINALLY TO THE SLIDING DIRECTION ANALYSE DER H^DTODYIMIK ENTLANG DER ZIEH,BE * U * N G . . . . . . . . . . ** 5.3.2 ANALYSIS OF HYDRODYNAMICS TRANSVERSAL TO THE SLIDING DIRECTION ANALAYSE DER HYDRODYNAMIK QUER ZU ZIEHBEWEGUNG........................................ 74 5.4 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES FAZIT UND UNGEKLAERTE HERAUSFORDERUNGEN ......................................................................... 79 6 WEAR CHARACTERISTICS OF HAMMER PEENED SURFACES VERSCIILEISSEIGEUSCKFTEU G E M M M E RTE R OBERJLACIEU 6.1 EVALUATION OF WEAR CHARACTERISTICS BY MEANS OF STRIP DRAWING TEST BEODERTIG DER VERSCHLEIFBESTEDIGKEIT M ILILF E DES STREIJENZIEBERSUCHS . . 6.1.1 EXPERIMENTAL SET-UP AND EXECUTION EXPERIMENTELLER VERSUCKUFBAU UND VERSUCKDWRCHSSHRUNG . . . . . . . 82 6.1.2 RESULTS OF THE WEAR ANALYSIS EBNISSE DER VERSCMEISSANALYSE............................................................................. 82 6.2 INVESTIGATION OF COATED SURFACE STRUCTURES UNTERSUCHUNG BESCHICHTETER OBERFLAECHENSTRUKTUREN........................................................ 84 6.2.1 EXPERIMENTAL COATING CHARACTERIZATION E RIM E N TE LLE BESCHICHTUNGSCHARAKTERISIERUNG ........................................... 84 6.2.2 FRICTION AND WEAR ANALYSIS USING COATED SURFACE STRUCTURES REIB- UND VERSCHLEIFIAMLYSE MIT BESCHICHTETEN O B E RFLA C H E * U RE N . . . 86 6.3 MODELING OF SURFACE TEMPERATURE AND RESIDUAI STRESSES FOR SLIDING CONTACT M O D E LLIE T IG DER OBE * P * ACHEATEMPEMTU I D E IGENSPAIUUGEN IM G LE ITKO ITT 7 6.4 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES FAZIT I D IG E LD A RTE H E M U 8 FO N G E N * ................................................................. 7 PHYSICOCHEMICAL ANALYSTE OF THE WETTING BEHAVIOR P K A JS IB U S D -C K M IS D E A L L U S E DES B E U E TZ-IG S O E RK LTE U S 7.1 METHODOLOGY AND T H E O ^ METHODIK L D THEORETISCKR HMTETGTUUD.................................................................. 7.2 DETERMINATION OF THE SURFACE TENSION OF SELECTED LUBRICANTS B E S TIM M IG DE * O B E L C H E T I S P U I G A U S G E IITE T SCHMIETSTOGE . . . . . 7.2.1 EXPERIMENTAL SET-UP FOR PENDANT DROP METHOD E?NM ENTELLET VERSUCHSAUFBAU * M ELODE DES HAENGEUDEN TROPFEUS . . 1 7.2.2 RESULTS FOR LUBRICANT SURFACE TENSION ***8*1 AET O B E C H E N * IU U G DET SCHMIETSTOGE . . . . . . . 7.3 DETERMINATION OF THE SURFACE FREE ENERGY OF HAMMER PEENED STRUCTURES B E S TIM M IG DER * * .*** 1 * 1 * * *** GEH * AEMME * TE * S T I U R E I F I . . . . . . . . * * 7.3.1 CALCULATION METHOD ^ BERECHNUNGSMETHODE UNTER VERWENDUNG DER METHODE DES LIEGENDEN TROPFENS 98 7.3.2 RESULTS OF THE SESSILE DROP METHOD EIRGEBNISSE DER MELODE DES LIEGENDEN TROP IETIS ........................................... 7.4 ASSESSMENT OI PHYSICOCHEMICAL INTERACTIONS ******* DER PKYSIKALISA-CKEM ISCKU W A S E LM * BU G EU . . . . . . . . . **** 7.4.1 DETERMINATION OF THE INTERFACIAL TENSION BESTIMMUNG DER GRENZSSCHENENERGIE..................................................................... 101 7.4.2 DETERMINATION OF THE WORK OF ADHESION BESTIMMUNG DER ADHKIONSENERGIE ........................................................................ 102 7.4.3 DETERMINATION OF SPREADING PRESSURE BESTIMMUNG DES SPREITDRUCB ................................................................................ 103 7.5 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES FAZIT UND UNGELOESTE H ERAUSFORDERUNGEN ........................................................................ 105 8 ANALYTIC MODELING OF FLUID DYNAMICS ANALYTISCHE M ODELLIERUNG DER FLUIDM ECHANIK 107 8.1 DERIVATION AND SOLUTION OF THE REYNOLDS EQUATION FOR A MACHJNE HAMMER PEENED SURFACE STRUCTURE H E R LE ITIG I D L O S IG DE * EEYNOLDSGLEICKIG F L EIUE GEIIAMMERTE O BECK EU- STRUKTUR .................................................................................................................................. 107 8.1.1 THEORETICAL BACKGROUND AND APPROXIMATION OF A HAMMERED SURFACE STRUC- TURE TKEORETISCKT H M TE IIIA I D ******** ** GEIIAMMETTEU O K T TO E U S T* T U R ...................................................................................................................... 107 8.1.2 DETERMINATION OF THE TRANSVERSAL AND LONGITUDINAL VELOCITY AND PRESSURE DISTRIBUTION FOR STEADY CONDITIONS BESTIMMUNG DES TRANSVERSALEN UND BNGITUDINALEN GESCHWINDIGKEUES- UND DRUCK- PROFILS UNTER STATIONAEREN BEDINGUNGEN............................................................. 109 8.1.3 RESULTS AND DISCUSSION OF THE INFLUENCE OF TRIBOLOGICAL PROCESS PARAME- TERS ON VELOCITY AND PRESSURE DISTRIBUTION ETGEBUISSE I D . DISKUSSIOU DES EINFLUSSES TE LO G IS C K T EMJLUSSGTOJIETI AUF AAS GESCHMNDIGKEITS- UND D N K P R O SS ................................................................. 112 8.2 DESIGN OF TOOLS WITH HAMMER PEENED SURFACES AUSLEGUNG GEHAMMEER W ERKZEUGOBERSSCHEN ............................................... * * 8.2.1 RESULTS OF STRUCTURES TRANSVERSALLY ARRANGED TO THE SLIDING DIRECTION ********** TMUSUESAL 2 UT G LEITNCKTIG AUGEORDUETET S TTIU T E U . . . . . *1 8.2.2 RESULTS OF STRUCTURES ARRANGED LONGITUDINALLY TO THE SLIDING DIRECTION ERGEBNISSE LOUGITUDIIL ZUT GLEITTIDITUUG ANGEOETER S T I I T N . . . . 1 8.2.3 COMBINED LONGITUDINAL AND TRANSVERSAL STRUCTURE ARRANGEMENT ERGEBUISSE * ***** LOUGITUDI 1 L-TTA* NS)ETSALEU S T I U M N O * I G * 8.2.4 DISCUSSION D ISK U SS IO N ........................................................................................................ 119 8.3 CONCLUSION AND UNRESOLVED CHALLENGES FAZIT UND UNGEKLAERTE HERAUSFORDERUNGEN ................................................................. 120 TABLE OF CONTENTS V 9 APPLICATION OF THE FINDINGS AND VALIDATION OF THE RESEARCH HYPOTHESIS A U IE U D U U G DE * E R K E ITM S S E I D VALIDIERUUG DER F O T S C H IG S H IO TIIE S E *** 9.1 FRICTION ANALYSIS OF AN INDUSTRIAL DEEP DRAWING PROCESS AND VISUALIZATION OF FRIC- TION R EIBW ERTAILIJSE EMES RNDUSTHELLEN TIEJZIEHPROZESSES I D V IS U A LIE IE N G DET REI- B U N G ................................................................................................................. 121 9.2 EXPERIMENTAL EVALUATION OF F * * CTON AND WEAR OF A DEEP DRAWING PROCESS WITH HAMMERED TOOL SURFACES EXPEHMEUTELLE B E I E R T I G **** R E IB IG I D VE * 8CB.LEIII BEIM TIEFZIEHEN M IT GEHAM- MERTEN WERKZEUGOBERFLAECHEN ............................................................................ 124 9.3 VERIFICATION OF THE RESEARCH HYPOTHESIS VEHFIZIERUNG DER FORSCHUNGSHYPOTHESE ............................................................ 127 10 SUMMARY AND OUTLOOK ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 129 BIBLIOGRAPHY L ITE M TU RVE RZE ICH N UE XXIII A APPENDIX ANHANG * * .1 APPENDIX FOR CHAPTER 4 ............................................................................ XLI .2 APPENDIX FOR CHAPTER 5 ............................................................................ X U X .3 APPENDIX FOR CHAPTER 6 ............................................................................ .4 APPENDIX FOR CHAPTER 7 ............................................................................ LMI .5 APPENDIX FOR CHAPTER 8 ............................................................................ LXIV .6 APPENDIX FOR CHAPTER 9 ............................................................................ LXXXL .7 UST OF STUDENT THESES U S E D ...................................................................... LXXXVII B ABSTRACT KURZZUSAMMENFASSUNG LXXXVILI C CURRICULUM VITAE LEBENSLAUF XC
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