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  • Kategorie-Übersicht: AVIF Forschung
    A 184 Werkstoffkundliche und tribologische Optimierung von Schneidkämmen für hochwertige Zucht und Schlachttiere mehr A 188 Einflussgrößen auf den Elastizitätsmodul von Stählen für den Fahrzeugbau mehr A 189 Einfluss der Karbidzeiligkeit auf die Lebensdauer von Wälzlagern mehr A 190 Untersuchungen zum Wasserstoffeinfluss auf im Kompressorbau eingesetzte Werkstoffe mehr A 199 Untersuchungen zur Hochtemperaturkorrosion metallischer Werkstoffe unter Müllverbrennungsbedingungen um Temperaturbereich 300 600 Grad C mehr A 200 Ermittlung und Charakterisierung von

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  • Kategorie-Übersicht: AVIF Forschung
    Stahldrahtseilen beim Lauf über Seilscheiben mehr A 219 Fußtragfähigkeit der Innenschrägverzahnung mehr A 220 Zahnfußbruch mit Rissbeginn unterhalb der Oberfläche an einsatzgehärteten Zahnrädern mehr A 224 Methoden zur Bewertung der Trenneigenschaften unterschiedlicher Filtermedien mehr A 226 Auswirkung der Berücksichtigung lokaler Größen des E Moduls in Hinblick auf die verbesserte Auslegung umgeformter Karosserieblechstrukturen aus Stahl mehr A 230 Flankentragfähigkeit von innen und außenverzahnten Stirnrädern bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten mehr A 235 Carbonitrieren

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  • Kategorie-Übersicht: AVIF Forschung
    Permeabilität von Metalldrahtgeweben und Metallfaservliesen Verfahrenstechnische Entwicklung von Bewertungsmethoden mehr A 260 Einfluss der Schleifbearbeitung auf Randzonenkennwerte und Zahnflankentragfähigkeit unter besonderer Berücksichtigung einer zusätzlichen Oberflächenbearbeitung mehr A 262 Charakterisierung und Ersatzmodellierung des Bruchverhaltens von Punktschweißverbindungen aus ultrahochfesten Stählen für die Crashsimulation unter Berücksichtigung der Auswirkung der Verbindung auf das Bauteilverhalten mehr A 263 Schadensvorhersage in der Kaltmassivumformung durch den optimierten Ansatz der Belastungsgrenzkurve mehr A 271 Entwicklung eines erweiterten Berechnungsverfahrens

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  • A 100: AVIF Forschung
    gewählten Randbedingungen gelten Die Oberflächenhärte als Maß für die Verschleißbeständigkeit der randschichtgehärteten Stähle wird durch konventionelles und induktives Anlassen gleichermaßen verringert Das Anlassen bewirkt im Falle der Stähle mit mittlerem Kohlenstoffgehalt eine deutliche Erhöhung des Widerstandes gegen Anriß bei statischer Biegebeanspruchung wobei sich dieser Effekt mit zunehmender Randhärtetiefe verstärkt Bei den beiden Stählen Ck 67 und 100 Cr 6 ist die Anhebung der Biegerißspannung durch Anlassung weit weniger ausgeprägt Unterschiede zwischen den beiden verglichenen Anlaßverfahren sind in keinem Fall festzustellen Bei schlagartiger Biegebeanspruchung zeigen die Stähle mittleren Kohlenstoffgehaltes einen erheblich höheren Widerstand gegen Bruch wenn sie nach der Randschichthärtung angelassen wurden Mit zunehmender Randhärtetiefe tritt dieser Befund um so ausgeprägter auf Dem gegenüber ist für Ck 67 und 100 Cr 6 auch bei größeren Einhärtungstiefen eine nur geringfügige Anhebung der verbrauchten Schlagarbeit durch Anlassen zu konstatieren Grundsätzlich führen aber auch hier konventionelles und induktives Anlassen zu gleichartigen Ergebnissen Anlassen verbessert unabhängig vom gewählten Anlaßverfahren die Maßhaltigkeit Das Anlassen der randschichtgehärteten Stähle bewirkt generell eine Abnahme der Schleifrißempfindlichkeit So werden im Fall der angelassenen Proben nach dem Schleifen weniger hohe Zugeigenspannungen mit überdies geringerer Tiefenwirkung ermittelt In der Tendenz weisen aber hier die konventionell angelassenen Proben geringere und weniger tief unter die geschliffene Oberfläche reichende Zugeigenspannungen auf als die induktiv angelassenen Als Ursache dafür wird angenommen daß die zweimalige rasche Erwärmung des Randbereiches zum einen beim induktiven Anlassen selbst und zum anderen beim Schleifen im Resultat auch höhere Zugeigenspannungen nach dem Schleifen verursacht Zusammenfassend ist nach den vorliegenden Ergebnissen festzustellen daß bei Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt auf das Anlassen nach der Randschichthärtung nicht verzichtet werden kann Das zeitaufwendige Anlassen im Ofen kann jedoch durch induktives Schnellanlassen oder Anlassen aus der Restwärme ersetzt werden da bei beiden Anlaßvarianten Oberflächenhärte und Härteverlaufskurven Verhalten bei langsamer und schlagartiger Biegung sowie Maßhaltigkeit vergleichbar verändert werden

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  • A 143: AVIF Forschung
    in den neunziger Jahren hergestellt wurden Die Proben wurden einachsig und eine Probe mehrachsig Schleuderprobe beansprucht Parallel zu den Versuchen erfolgten zerstörungsfreie Prüfungen die Aussagen über die Lage der Fehlstellen und den Beginn des Risswachstums ermöglichten Nach Erreichen von signifikanten zerstörungsfreien Prüfsignalen wurden die Proben kalt spröde aufgebrochen und die Fehlstellen rasterelektronenmikroskopisch untersucht Wesentliche Schwerpunkte bildeten dabei die Untersuchung der Fehlstellen hinsichtlich ihrer gegenseitigen Beeinflussung sowie die Planimetrierung der Fehlstellengrößen und deren Risswachstum Weiterhin wurden bruchmechanische Analysen durchgeführt und die durch Fehlstellen verursachten Versagensvorgänge beschrieben Die Untersuchungen an den Proben der Ausschussschmiedestücke der neunziger Jahre führten zu Ergebnissen die sich deutlich von den Ergebnissen der untersuchten Schmiedestücke der siebziger unterscheiden Auffallend war vor allem der höhere Reinheitsgrad im Restquerschnitt der Zugschwellproben und die deutlich höhere Belastbarkeit im Zugschwellversuch Die an diesen Großproben durchgeführten zerstörungsfreien metallographischen und bruchmechanischen Untersuchungen sind von großer Bedeutung für die Bewertung der Ultraschallanzeigen von Schmiedestücken moderner Fertigungstechnologie Parallel zu den experimentellen Arbeiten wurden umfangreiche numerische Untersuchungen durchgeführt Dabei wurden zunächst eine einachsig beanspruchte fehlstellenbehaftete Probe dreidimensional sowohl linearelastisch als auch mit dem Kriechgesetz von Norton Bailey nachgerechnet und die Ergebnisse dargestellt Die Fehlstellen wurden elliptisch angenähert Zur Verifizierung dieser Näherung wurde in Anlehnung an eine bereits experimentell untersuchte Probe die wahre Fehlergeometrie modelliert Der Vergleich beider Rechnungen zeigte eine gute Übereinstimmung zwischen der wahren Fehlerform und der elliptischen Näherung Daher wurden die folgenden Rechnungen mit der elliptischen Geometrie durchgeführt Zur Untersuchung des Einflusses des Fehlstellenabstandes wurden verschiedene dreidimensionale Rechnungen mit gleichen Fehlergrößen simuliert wobei der Abstand zwischen den Fehlstellen variiert wurde Hierzu war es erforderlich für jede Rechnung ein neues Netz zu generieren Da diese Rechnungen sehr aufwändig sind wurden zweidimensionale Rechnungen durchgeführt Es zeigte sich dass die 3D Rechnungen zu ähnlichen Ergebnissen wie die 2D Rechnungen führen Basierend auf diesem Resultat wurden weitere 2D Rechnungen mit unterschiedlichen Fehlstellengrößen und abständen simuliert Neben der Nachrechnung von fehlerbehafteten einachsig beanspruchten Proben wurden auch mehrachsig beanspruchte fehlerfreie und fehlerbehaftete Proben untersucht Die Fehleranordnung basierte auf Ergebnissen der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung einer Schleuderprobe Bei der Auswertung der linearelastischen und der nach dem Kriechgesetz von Norton Bailey simulierten Rechnungen wurden vorwiegend die Spannungs und Dehnungsverteilungen betrachtet Es zeigte sich für die modellierte Fehlstellenkonfiguration mit dem Fehlerabstand von d 2 6mm bei der Nachrechnung des Raumtemperaturversuchs eine gute Übereinstimmung zwischen den unter dreiachsiger Beanspruchung ermittelten Spannungsintensitäten und den analytisch unter einachsiger Beanspruchung bestimmten Spannungsintensitäten Eine Wechselwirkung der Fehlstellen konnte in der numerischen Simulation nicht identifiziert werden Dieses Ergebnis wurde durch den Schleuderversuch bestätigt Die Untersuchung des Einflusses der Mehrachsigkeit wurde basierend auf dem Mehrachsigkeitsquotienten q durchgeführt Dabei zeigte sich insbesondere bei den Kriechrechnungen sowohl bei einachsiger als auch bei mehrachsiger Beanspruchung im Bereich der Fehlstellenränder eine signifikante Zunahme der Mehrachsigkeit Während das Risseinleitungsverhalten bei Sprödbruch von dem Mehrachsigkeitsquotienten unabhängig ist wird dieser bei spontaner Risserweiterung beeinflusst Ausgehend von diesen numerischen Analysen wurde eine Wechselwirkungsfunktion f d 2a1 a1 a2 erstellt welche den Grad der gegenseitigen Beeinflussung zwischen zwei benachbarten Fehlstellen beschreibt Die Wechselwirkungsfunktion ist dabei von dem Fehlergrößenverhältnis und dem auf die

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  • A 144: AVIF Forschung
    nur mit erhebli chem technischen und finanziellen Aufwand möglich hochbeanspruchbare Bauteile sintertech nisch herzustellen Das vorliegende Forschungsvorhaben hatte deshalb das Ziel die Grundlagen für den Einsatz der Sintertechnik auch zur Herstellung hochbeanspruchter Bauteile auf eine wissenschaftliche Grundlage zu stellen Hierzu wurden die PM Stähle Fe1 5Mo2Cu 0 25 C Fe3Cr0 5Mo 0 30 C und Fe4Ni1 5Cu0 5Mo 0 25 C ausgewählt Das Verformungs und Versagensverhalten von Proben aus diesen PM Stählen wurde grundlegend analysiert Die Untersuchungen erfolgen zunächst an nur gesinterten Biegeproben die mit modernsten Pressverfahren und Sinteröfen unter Einbezug optimierter Einsatzhärtebedingun gen hergestellt wurden Dabei wurden in kostengünstiger Einfachsintertechnik höchst beanspruchbare Sinterstahlzustände hergestellt Für diese Proben wurde das Kerbschlagbiege und das monotone sowie das zyklische Verformungs und Versagensverhalten unter Biegebeanspruchung ermittelt In den folgenden Untersuchungsabschnitten wurden dann die Randbedingungen für das Einsatzhärten der Proben untersucht daraus die Parameter für eine optimierte Einsatzhärtung der jeweiligen Werkstoffe festgelegt und schließlich Proben der verschiedenen Versuchswerkstoffe mit diesen Parametern einsatzgehärtet Anhand dieser Proben wurde dann das Lebensdauerverhalten der einsatzgehärteten Zustände der Versuchswerkstoffe unter Biegebeanspruchung bestimmt Im letzten Arbeitsschritt des Forschungsvorhabens schließlich wurde überprüft ob und mit welchem Bewertungsverfahren die an den Proben gewonnenen Erkenntnisse auf komplexe Bauteile übertragen werden können Hierzu wurden

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  • A 146: AVIF Forschung
    des Zahnfußes sind für alle Zahnradvarianten dokumentiert Durch röntgenographische Untersuchungen wurden für jede Zahnradprüfvariante charakteristische Tiefenverläufe der wärme bzw strahlbehandlungsinduzierten Eigenspannungen ermittelt Die Biegeversuche an den Zahnfußsimulationsproben dienten zur Bewertung des Mittel bzw Eigenspannungseinflusses auf die Dauerfestigkeit im einsatzgehärteten Zustand Unterschiedliche Mittellastzustände sowie Eigenspannungszustände wurden an einseitig bzw doppelseitig gekerbten ungestrahlten bzw kugelgestrahlten einsatzgehärteten Proben untersucht Kennwerte zum Werkstoff und Eigenspannungszustand wurden für die Zahnfußsimulationsproben metallographisch und röntgenographisch ermittelt Im Rahmen der theoretischen Untersuchungen wurde zur Bewertung des Schadensverhaltens sowohl eine spannungsmechanische als auch eine bruchmechanische Betrachtung nach einem lokalen Konzept durchgeführt und ein kombinierter Modellansatz entwickelt Die Hauptergebnisse aus den Wöhlerversuchen den versuchsbegleitenden und den theoretischen Untersuchungen werden im Folgendem kurz zusammengefasst Durch eine Strahlbehandlung nach der Wärmebehandlung wird der Eigenspannungszustand in der Bauteilrandschicht deutlich modifiziert Druckeigenspannungen werden aufgebaut deren Maximum sich unterhalb der Oberfläche befindet Die Tiefe in der die Strahlbehandlung auf den Eigenspannungszustand wirkt und der Betrag der ausgebildeten Eigenspannungen hängen von den Strahlparametern ab Daher liegen an den hier untersuchten Prüfzahnrädern nach einer kontrollierten Kugelstrahlbehandlung höhere Druckeigenspannungen als nach einem praxisüblichen Reinigungsstrahlen vor Die Ausbildung eines hohen Druckeigenspannungszustands in der oberflächennahen Randschicht bewirkt in allen Fällen eine deutliche Steigerung der Zahnfuß Dauerfestigkeit wie die Ergebnisse der Pulsatorversuche an den gestrahlten Prüfzahnrädern im Vergleich zu den Ergebnissen an den entsprechenden ungestrahlten Prüfzahnrädern zeigen Weiterhin weisen die kugelgestrahlten Prüfzahnräder infolge des höheren Druckeigenspannungszustands eine höhere Zahnfuß Dauerfestigkeit auf als die reinigungsgestrahlten Prüfzahnräder Nach dem entwickelten kombinierten Modellansatz zur örtlichen Zahnfußfestigkeit wirken Druckeigenspannungen sowohl einer Rissinitiierung als auch einer Rissausbreitung entgegen Dies ergibt sich aus dem Mittelspannungseinfluss der Druckeigenspannungen auf die Schwingfestigkeit bzw aus dem nach den Ansätzen der Bruchmechanik wirkenden Rissschließ und Rissstoppeffekt von Druckeigenspannungen Ausgehend von den Eigenspannungstiefenverläufen dem Gradienten der auftretenden Lastspannungen der Randoxidationstiefe sowie experimentell ermittelten Werkstoffkennwerten wie Wechselfestigkeit Mittelspannungsempfindlichkeit und Threshold Wert der zyklischen

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  • A 162: AVIF Forschung
    oder eine Einengung der Werkstoffzusammensetzung minimiert oder vermieden werden können Als wesentlich für die Beeinflussung ergaben sich die Werkstoffzusammensetzung Anteil an carbidbildenden Elementen der Ausgangszustand des Werkstoffs und Nitrierbedingungen Im zweiten Projektabschnitt wurde der Einfluss der Nitrierschicht auf die Tragfähigkeit nitrierter Zahnräder untersucht Die Zahnfußdauerfestigkeit für vergütete bzw nitrierte Nitrierstähle nach DIN 3990 wurde für alle Prüfvarianten erreicht bzw überschritten An den Prüfrädern mit hoher Nitrierkennzahl hoher Anteil an Korngrenzkarbiden traten jedoch mehrmals Zahnfußbrüche mit einem Rissausgang unter der Bauteiloberfläche auf während bei den Varianten mit niedriger Nitrierkennzahl bei geringerer Streuung derartige Schadensbilder nicht festgestellt werden konnten Eine Überlastbarkeit ist bei allen Prüfvariante praktisch nicht gegeben Die Flankentragfähigkeit der Prüfräder erreicht nicht die Festigkeitswerte nach DIN 3990 Graufleckigkeit ist die maßgebende Schadensform Werden die Prüfräder nach dem Nitrieren erneut geschliffen wird die Graufleckigkeit reduziert und die Tragfähigkeit gesteigert Zusätzliches Gleitschleifen führt zu einer Vermeidung der Graufleckigkeit Die Flankentragfähigkeit kann bei starken Streuungen weiter gesteigert werden Zum Teil ist ein Versagen der Zahnflanken unter der Bauteiloberfläche schadensrelevant Zu Beachten ist der Einfluss der Nitrierbehandlung auf die Verzahnungsqualität In einer theoretischen Studie wurden Beanspruchungs und Festigkeitszustand unter Berücksichtigung von Härte und Eigenspannungen örtlich über der Werkstofftiefe betrachtet Die Versuchsergebnisse finden in den theoretischen Betrachtungen eine gute Bestätigung Die Produktsicherheit nitrierter Zahnräder kann mit den Erkenntnissen dieses Vorhabens gesteigert werden Dass eine Überlastung nitrierter Zahnräder auch mit geringer Lastüberhöhung und wenigen Lastwechseln zum Schaden führen kann ist demnach in der Festlegung der erforderlichen Mindestsicherheit zu berücksichtigen In Bezug auf die Flankentragfähigkeit muss sichergestellt werden dass die Flankenoberfläche tragfähig ist Dies ist unter Umständen mit einer Schleifbearbeitung und eventuell auch mit zusätzlichem Gleitschleifen zu gewährleisten Aufgrund des steilen Festigkeitsgradienten nitrierter Zahnräder ist bei der Vorwärmebehandlung die Kernhärte in geeigneter Höhe einzustellen bzw die Naht ist im Rahmen des Machbaren der Baugröße anzupassen Die Forschungsergebnisse

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