Tribologie
Hier möchte ich einige Themen aus meiner wissenschaftlichen Tätigkeit in Umformtechnik am Institut für
Umformtechnik Stuttgart darstellen.
Nach DIN 50 323 ist der Begriff der Tribologie wie folgt definiert: „Tribologie ist die Wissenschaft und Technik von aufeinander einwirkenden
Oberflächen in Relativbewegung. Sie umfasst das Gesamtgebiet von Reibung und Verschleiß, einschließlich Schmierung, und schließt entsprechende
Grenzwechselwirkungen sowohl zwischen Festkörpern als auch zwischen Festkörpern und Flüssigkeiten oder Gasen ein“. Das Tribosystem ist nach
DIN 50 320 in Grundkörper, Gegenkörper, Zwischenstoff und Umgebungsmedium gegliedert, die in komplexer Wechselwirkung zueinander stehen.
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Die Reibungsbedingungen bei der Blechumformung werden neben der Oberflächengestalt des Blechwerkstoffes von der Werkzeugoberfläche und einer
evtl. vorhandenen Werkzeugbeschichtung sowie vom Schmierstoff beeinflusst. Ich nahm an einer Studie teil, wo ein Stahl-Feinblechwerkstoff mit
Mill-Finish Oberfläche unter Variation der Ziehrichtung zu seiner Walzrichtung im Streifenziehversuch getestet und untersucht wurde. Unter der
Annahme, dass das Reibungsverhalten der Oberflächenstruktur beim Tiefziehen axialsymmetrisch zur Walzrichtung des Blechwerkstoffs ist, wurden
die Reibungszahlen im Winkelbereich zwischen 0° und 90° ermittelt und in Polarkoordinatendiagrammen dargestellt. Die mathematische Beschreibung
des Reibungsverhaltens unter Berücksichtigung der Oberfächenanisotropie erfolgt in Form einer neu entwickelten Ellipsengleichung auf Basis
Coulomb’scher Reibung. Abschließend wurden die experimentell ermittelten richtungsabhängigen Reibungszahlen bei FEM-Simulationen des Tiefziehens
auf ihre praktische Anwendung hin getestet.
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Die anisotropen Reibungsmodelle des TiefziehenS wurden erstmals 2006 im Rahmen 9th ESAFORM CONFERENCE on MATERIAL FORMING in Glasgow vorgestellt.
2006-2012 wurden am Institut für Umformtechnik Stuttgart verschiedene Reibungsmodelle des Tiefziehens von strukturierten Feinblechen entwickelt.
