Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen
Beim Umformen entstehen Eigenspannungen, welche entscheidend für die Entstehung von Bauteilschädigungen sein können und so zu verfrühtem Versagen führen. Daher werden innere Spannungen oft als negativ angesehen und möglichst vermieden oder reduziert.
Modelle und Versuchseinrichtungen zeigen jedoch den potenziellen Nutzen von Eigenspannungen. Der Senat der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat deshalb im März 2016 die Einrichtung des Schwerpunktprogramms „Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen“ (SSP 2013) beschlossen. Die Laufzeit ist auf sechs Jahre ausgelegt und besteht aus drei zweijährigen Förderperioden.
Im Rahmen des Programms sollen Eigenspannungen durch Blech- oder Massivumformung so gesteuert und kontrolliert werden, dass sie sich positiv auf später im Bauteileinsatz relevante Eigenschaften auswirken. Diese sind beispielsweise die Schwingfestigkeit, die statische Festigkeit sowie die Beulsteifigkeit und –festigkeit in Kombination mit der Eigenschaftsstabilität während des Betriebs.
In der ersten Phase konnten bereits Eigenspannungen reproduzierbar eingestellt, in ihrer Größe und Verteilung durch gezielte Prozessführung gesteuert und qualitativ nachgewiesen werden. Damit sind die Eigenspannungen grundsätzlich gemäß des Antragsziels zur Verbesserung von Eigenschaften umformtechnisch hergestellter Bauteile nutzbar. Zudem wurden geeignete Nachweismethoden eingeführt, Simulationsmodelle aufgebaut und repräsentative Bauteile hergestellt.
Die zweite Phase des Schwerpunktprogramms neigt sich dem Ende entgegen. Es standen die Untersuchung der Relevanz von Störgrößen und Materialschwankungen für den ausgewählten Umformprozess, sowie die Quantifizierung der Eigenschaftsverbesserungen der Bauteile durch Eigenspannungen im Fokus. Zugehörige Simulationsmodelle im Hinblick auf Eigenschaftsprognosen sowie Messmethoden für die Eigenspannungen sollen validiert werden.
Abschließend ist geplant, für die letzte Phase, die im September 2021 beginnt, die Vorhersagbarkeit der Eigenschaftsverbesserungen mithilfe geeigneter Simulationsmodelle für den Betrieb der Bauteile sicherzustellen, Prozesse, Anlagen und Werkzeuge zur Eigenschaftsverbesserung der Bauteile zu gestalten, auszulegen und zu optimieren, sowie die Beständigkeit der Eigenspannungen unter gegebenen Randbedingungen im Dauerbetrieb zu überprüfen.
Newsletter
April 2021
Liebe Kolleginnen und Kollegen,
nach der etwas stressigen Zeit der Antragsfinalisierung möchten wir Ihnen heute noch einige Informationen für die nächsten Monate mitgeben:
Antragsstellung 3. Phase
Begutachtungskolloquium am 23. Juni 2021
Das Antragskolloquium am 23.6. wird virtuell durchgeführt. Sie erhalten durch die DFG noch eine formelle Einladung mit den Einwahldaten und der Agenda. In Abstimmung mit Dr. Heidrich können wir Ihnen aber schon einen Überblick geben:
08:30 – 09:30 Allgemeiner Teil
09:30 – 10:30 Teil I: vier Projektpräsentationen (je 7 min. Vortrag + 7 min. Diskussion)
10:30 – 10:45 PAUSE
10:45 – 11:45 Teil II: vier Projektpräsentationen (je 7 min. Vortrag + 7 min. Diskussion)
11:45 – 12:00 PAUSE
12:00 – 13:00 Teil III: vier Projektpräsentationen (je 7 min. Vortrag + 7 min. Diskussion)
13:00 – 14:00 MITTAGSPAUSE
14:00 Fragerunde der Gutachter/innen an den Koordinator
anschließend interne Gutachterrunde
Es ist vorgesehen, dass die Vorträge von den wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehalten werden. Die genaue Reihenfolge wird durch die DFG festgelegt.
Veröffentlichungen auf der Website
Bitte schicken Sie uns alle aktuellen Veröffentlichungen, die im Rahmen der Projekte entstanden sind, damit wir vor dem Begutachtungskolloquium die Website auf einen aktuellen Stand bringen können.
Unser Special Issue im Forschung im Ingenieurwesen befindet sich bereits auf der Zielgeraden und sollte noch vor dem Begutachtungskolloquium komplett veröffentlicht sein.
Filmbeiträge
Unter www.mw.tum.de/utg/spp-2013/videos-zum-spp-2013/ sind bereits zwei Videos veröffentlicht. Wenn alle Filmbeiträge fertig sind, werden wir dafür einen eigenen YouTube Kanal einrichten und diesen entsprechend bewerben.
Sollte jemand kein Video erstellen wollen/können, bitten wir um eine kurze Mitteilung an wolfram.volk@utg.de
Vorschau Konsortialtreffen 2021
Das nächste planmäßige Konsortialtreffen ist für Ende Oktober 2021 in Dortmund geplant. Weitere Details folgen, aber an dieser Stelle schon mal herzlichen Dank an Prof. Tekkaya und Fabian Maaß für die Bereitschaft und Organisation.
Konferenzen 2021/2022
Juni 2021
IDDRG 2021 Virtual - 40th International Deep-Drawing Research Group Conference 2021
21. Juni – 02. Juli 2021 virtuell, organisiert durch das IFU in Stuttgart
https://www.iddrg2021.uni-stuttgart.de/
Juli 2021
ICTP 2021Virtual - The 13th International Conference on the Technology of Plasticity
25. – 30. Juli 2021 virtuell, organisiert durch Ohio State University
April 2022
ESAFORM 2022 – The 25th ESAFORM Conference on Material Forming
27.-29. April 2022 in Braga, Portugal
May/June 2022
FTF 2022 – 13th Forming Technology Forum
May-June 2022 in Enschede, Niederlande
Wir freuen uns über Hinweise auf weitere interessante Konferenzen!
Viele Grüße aus Garching
Wolfram Volk und das Koordinationsteam
Liebe Kolleginnen und Kollegen,
zum Jahresabschluss möchten wir Ihnen hier zum einen die Ergebnisse des Konsortialtreffens zusammenfassen und weitere wichtige Informationen weitergeben.
Ergebnisse des 3. Konsortialtreffens in Hannover
Auswertung Fragebogen Fachkreise
Unsere Umfrage hat ergeben, dass die Qualität der Fachkreisarbeit und der Mehrwert für die Forschung von den Teilnehmern größtenteils positiv eingeschätzt werden. Die Sichtbarkeit der Fachkreise sollte allerdings verbessert werden. Hier sind einige der Vorschläge zusammengefasst:
- Gemeinsame Veröffentlichungen mehrerer Projekte eines Fachkreises
- Erhöhung der öffentlichen Wahrnehmung durch verbesserte Internetpräsenz: SPP-Website, WGP-Newsroom, dafür mehr Input an die Koordinatoren liefern
- Gemeinsame Teilnahme als Fachkreis an Konferenzen
Eine Unterstrukturierung der Fachkreise wurde mehrheitlich abgelehnt, allerdings eine bessere Vernetzung auf Projektebene befürwortet.
Ausrichter der Treffen in 2020 und 2021
7./8.10.2020 - 4. Konsortialtreffen in Darmstadt
Mai 2021 – Begutachtungs- und Industriekolloquium in Garching
Oktober 2021 - 5. Konsortialtreffen in Dortmund
Wir bedanken uns bei allen Organisatoren für die Unterstützung!
Veröffentlichung im WGP-Newsroom
Konferenzen 2020
Mai 2020
ESAFORM - 23rd International Conference on Material Forming
4.-6.Mai in Cottbus, Deutschland
https://esaform2020.org/
FTF - 13. Forming Technology Forum
26./27. Mai in Rüschlikon/Zürich, Schweiz
https://ivp.ethz.ch/en/news-and-events/forming-technology-forum-2020.html
Juni 2020
39. IDDRG
07.-11.Juni in Busan, Süd-Korea
http://www.iddrg2020.kr/
Juli 2020
ICTP 2020
26.-31.Juli in Columbus, Ohio, USA
https://www.tms.org/ICTP2020
Numisheet 2020
19.-24. Juli in Toronto, Canada
https://www.tms.org/numisheet2020
Dezember 2020
11th International Conference on Residual Stresses
7.-10. Dezember 2020 in Nancy, Frankreich
https://sf2m.fr/events/icrs-11-the-11th-international-confernce-on-residual-stresses/
Website
Fachkreise
Auch hier müssen wir die Berichte aktualisieren. Wir bitten daher die Fachkreise um Zusendung aktualisierter Texte und Bilder bis 01.12.2020 an spp2013@tum.de
Projekte
Gerne nehmen wir Infos, Termine und Berichte zu Ihren Veröffentlichungen des SPP auf die Homepage oder in den nächsten Newsletter mit auf. Bitte senden Sie alles per E-Mail an spp2013@tum.de.
Viele Grüße aus Garching
Wolfram Volk und das Koordinationsteam
Liebe Kolleginnen und Kollegen,
im September startet die zweite Phase unseres Schwerpunktprogramms. Die Bewilligungsbescheide der DFG sind raus und sollten spätestens in den nächsten Tagen bei allen Projektverantwortlichen eintreffen.
News und aktuelle Termine bis Oktober 2019
ICTP 2020 in Ohio
Im Rahmen des Schwerpunktprogrammes wird ein Minisymposium zum Thema „Residual stresses in metal forming“ auf der nächstjährigen ICTP in Ohio (26. bis 31. Juli 2020) stattfinden (https://www.tms.org/ICTP2020).
3. Konsortialtreffen am 08. und 09. Oktober in Hannover
Bei unserem letzten Treffen in Dresden hatten wir uns gemeinsam bereits auf diesen Termin geeinigt, besonders im Hinblick darauf, dass direkt vorher die AGU-Sitzung ebenfalls in Hannover stattfindet und einige Kollegen daher bereits vor Ort sind. Wie auch bei den letzten beiden Treffen werden die Kosten (Übernachtung und Verpflegung) für das Treffen aus dem Koordinationsfonds bestritten. Weitere Infos zur Hotelübernachtung und Registrierung folgen demnächst. Eine vorläufige Agenda ist bereits auf der Website zu finden: https://www.mw.tum.de/utg/spp-2013/termine/
Viele Grüße aus Garching,
Wolfram Volk und das Koordinationsteam
Nachdem vor genau einem Jahr mit einem Kick-Off Treffen in Garching der Startschuss für das DFG Schwerpunktprogramm 2013 „Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen“ gefallen war, trafen sich am 17. Und 18. Oktober 2018 die Projektteilnehmer, um die ersten Forschungsergebnisse zu besprechen. Gastgeber war diesmal das Team um Prof. Brosius der TU Dresden.
Neben der Fortschrittspräsentation der 12 Einzelprojekte stand auch die Diskussion um die weitere Planung im Fokus, da im nächsten Jahr die erzielten Ergebnisse erneut von der DFG begutachtet und bewertet werden. Die Etablierung geeigneter Nachweismethoden und der qualitative Nachweis, dass Eigenspannungen in Umformbauteilen hinreichend stabil sind, standen in allen Projekten zu Anfang der Projektlaufzeit im Fokus. Nun geht es in der nächsten Runde vornehmlich um die Eigenschaftsverbesserung der Bauteile durch gezielte Einstellung der Eigenspannungen.
Für die Quervernetzung und projektübergreifende Diskussion haben sich bereits vor einem Jahr vier Fachkreise gebildet, die ebenfalls Ihre ersten Ergebnisse zu Ringversuchen und Benchmarks vorstellten. Dabei ergaben sich weitere fruchtbare Verknüpfungsansätze zwischen Simulation und Messtechnik auf der einen und der Produktionstechnik für dünnwandige bzw. dickwandige Bauteile auf der anderen Seite.
Einen interessanten Einblick in die Funktionsweise und Möglichkeiten der Nanoindentation gaben Adrian Harris von Micro Materials Ltd. und Dr. Norbert Schwarzer vom SIO® - Sächsisches Institut für Oberflächenmechanik. Ein solches, eher außergewöhnliches Messgerät zur Bestimmung von Eigenspannungen wurde im Rahmen des SPP vom utg in Garching beschafft.
Gemeinsame Forschungsarbeit lebt durch persönliche Kontakte. Zur Intensivierung der sozialen Vernetzung hatten die Gastgeber einen abendlichen Spaziergang durch die Dresdener Altstadt und ein anschließendes Abendessen im „Italienischen Dörfchen“ organisiert.
Alle Teilnehmer konnten viele neue Ideen und dicke Arbeitspakete mit nach Hause nehmen. Das nächste Treffen findet voraussichtlich im Oktober 2019 bei den Kollegen in Hannover statt.
Gerne nehmen wir Infos, Termine und Berichte zu Ihren Projekten des SPP in den nächsten Newsletter mit auf. Bitte senden Sie alles per E-Mail an spp2013@tum.de.
Viele Grüße aus Garching
Wolfram Volk und das Koordinationsteam
Liebe Kolleginnen und Kollegen,
als Koordinatoren des Schwerpunktprogramms 2013 „Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen“ möchten wir Sie ab sofort mit einem Newsletter 2- bis 3-mal pro Jahr über den Fortschritt des Programms und aktuelle Termine informieren.
News und aktuelle Termine bis April 2018
GAMM 2018
Im Rahmen der GAMM Jahrestagung vom 19. – 23.März 2018 in München wird das SPP durch sechs Vorträge aus dem Fachkreis Mechanik vorgestellt. Nähere Infos zum Kongress und zum Programm finden Sie unter http://jahrestagung.gamm-ev.de/
Neuste Publikationen und Veröffentlichungen
TUMCampus ist die Universitätszeitschrift der TUM für Studierende, Mitarbeiter und Freunde der Universität. Hier erschien in der Februar Ausgabe ein kurzer Bericht über das Forschungsvorhaben und die Ausgangslage des SPP2013. Der Artikel bringt auch fachfremden Lesern das komplexe Thema der Eigenspannungen näher.
https://www.tum.de/fileadmin/w00bfo/www/TUMcampus/2018_01/18_1_TUMcampus_Web_Neu.pdf
Neues aus den Fachkreisen
Produktionstechnik dünnwandig
Der Fachkreis „Produktionstechnik dünnwandig“ unter der Leitung von Prof. Markus Bambach trifft sich zum ersten Mal am 20. April in Cottbus-Senftenberg
Produktionstechnik dickwandig
In Darmstadt am 9. April finden sich unter der Leitung von Prof. Peter Groche die Mitglieder der „Produktionstechnik dickwandig“ zusammen.
Mechanik und Simulation
Der Fachkreis „Mechanik und Simulation“ unter der Leitung von Prof. Jörg Schröder hat sein zweitägiges Treffen für den 3./4. Mai in Essen terminiert.
Werkstoffe, Betriebsfestigkeit, Mess- und Prüftechnik
Der Fachkreis „Werkstoffe, Betriebsfestigkeit, Mess- und Prüftechnik“ unter der Leitung von Dr. Jens Gibmeier bietet allen SPP’lern die Teilnahme an einem Ringversuch zur Analyse von Eigenspannungstiefengradienten an:
Es geht um die Bestimmung der Eigenspannungstiefenverteilung an kugelgestrahlten Proben der Größe 40 x 40 x 9 mm³ aus Stahl 42CrMo4-QT. Alle Verfahren sind willkommen. Im Vordergrund stehen natürlich die röntgenographische Eigenspannungsanalyse und die Bohrlochverfahren. Auch Freunde der Ultraschallverfahren, der mikromagnetischen Verfahren oder auch anderer mechanischer Methoden, um Eigenspannungstiefenverteilungen zu bestimmen, sind herzlich eingeladen. Gleiches gilt natürlich auch für die Kollegen an den Großforschungsgeräten (Neutronenbeugung, Synchrotronbeugung).
Weitere Infos und Anmeldung bitte bis zum 09. März 2018 an jens.gibmeier@kit.edu.
Sonstiges
Wir möchten nochmals alle daran erinnern, dass über den sync + share Ordner Daten für alle SPP Beteiligte zur Verfügung gestellt werden können. Wer noch keinen Zugang beantragt hat, kann dies jederzeit mit einer formlosen E-Mail an spp2013@tum.de. nachholen.
Gerne nehmen wir Infos, Termine und Berichte zu Ihren Projekten des SPP in den nächsten Newsletter mit auf. Bitte senden Sie alles per E-Mail an spp2013@tum.de.
Viele Grüße aus Garching
Wolfram Volk und das Koordinationsteam