EoW May 2011

technischer artikel

Das 3-zügige Ziehen eines Basisdrahts mit einem Oberflächenriss wurde im Versuch und in der FEM-Analyse wiederholt. Das erzielte Rissverformungsverhalten wird je Stich ebenfalls in Bild 10 dargestellt.

Versuch

Analyse

Basis- draht

4.2 FEM-Analyse des

Verformungsverhaltens des U-förmigen Risses während sich wiederholender Ziehverfahren

1 Stich

Darauf folgend wurde ein Draht mit einem U-förmigen Riss modelliert und das Ziehverfahren wurde durch die FEM-Analye auf ähnliche Weise analysiert. Bild 11 zeigt einige Beispiele von Rissverformungsverhalten für Drähte mit einem Durchmesser von 10mm bei einem Riss mit einer Breite (a)=0,73mm und einer Tiefe (h)=0,10mm (1%) und bei einem Riss a=0,73mm und h=0,60mm (6%) während des wiederholten Ziehverfahrens bei α=6° und R/P=20%. Wie in Bild 11 dargestellt, unter Beding- ung I, wächst der untere Teil des Risses während des wiederholten Ziehverfahrens, und demzufolge wird der Oberflächenriss nach dem ersten Stich beseitigt. Dagegen wird unter der Bedingung II, mit einer größeren Tiefe, die rechte Seite des Risses schief, so daß sie über die linke Seite rangt und einen überlappenden Riss (Mangel) bildet. Dies zeigt wiederum, daß der Riss nicht durchs Ziehen beseitigt werden kann. Außerdem entwickelt sich ein tiefer Riss im Draht, obwohl er klein erscheint. Das bedeutet, daß das Verhalten des U-förmigen Risses während des Ziehens von der Tiefe abhängt (h). Die Ergebnisse für die konkaven und U-förmigen Risse wurden verglichen. Ein überlappender Mangel entwickelt sich vom konkaven Riss, unabhängig von der Tiefe (h), während beim U-förmigen Riss, die Tiefe (h) als Parameter dient; was bedeutet, daß der weniger tiefe Riss (h) beseitigt wird, jedoch der Riss am Draht bestehen bleibt wenn (h) größer ist. Es wird angenommen, daß die Form auf beiden Seiten des Risses dessen Beseitigung unter der Bedingung I in Bild 11 wesentlich beeinflußt. 5 Schlussfolgerung Drahtbrüche wurden durch Versuche und der Analyse der Finite Element Methode untersucht. Ein Schwerpunkt betraf Drahtbrüche, die durch das Vorhandensein von Fremdstoffen im oder am Draht verursacht werden, oder durch Querrisse,

2 Stiche

Ziehrichtung

3 Stiche

Verteilung der Eigenspannung in Richtung X-Achse - 1400

1400 [MPa]

▲ ▲ Bild 10 : Änderungen beim Riss nach jedem Stich im Versuch und in der Analyse

a) Basisdraht

b) 1 Stich

c) U-förmig

Ziehrichtung

b) 1 Stich

a) Basisdraht

▲ ▲ Bild 11 :

Verformungsverhaltens eines U-förmigen Risses während des Ziehens

d) 3 Stiche

c) 2 Stiche

▼ ▼ Tabelle 3 : Parameter des Risses

Parameter des Risses

Formbezogene Parameter

V-förmige, konkave, U-förmige Risse

Tiefe (h) Breite (a) Winkel (θ) Richtung

0.10, 0.35, 0.60, 1.0mm 0.73, 0.93, 1.15, 1.40mm

60º, 70º, 80º, 90º, 100º, 110º, 120º

Umfangsrichtung Materialbedingung für den Draht

Material

SUS304 206GPa

Young-Modul Durchmesser

10mm, 8mm α =6º, R/P=20%

Ziehstein-Halbwinkel, Reduzierung

Reibungsfaktor

0.05μm

68

EuroWire – Mai 2011