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EuroWire – Mai 2011
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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.
4.2 FEM-Analyse des
Verformungsverhaltens des
U-förmigen Risses während sich
wiederholender Ziehverfahren
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,
Parameter des Risses
Formbezogene Parameter
V-förmige, konkave, U-förmige Risse
Tiefe (h)
0.10, 0.35, 0.60, 1.0mm
Breite (a)
0.73, 0.93, 1.15, 1.40mm
Winkel (θ)
60º, 70º, 80º, 90º, 100º, 110º, 120º
Richtung
Umfangsrichtung
Materialbedingung für den Draht
Material
SUS304
Young-Modul
206GPa
Durchmesser
10mm, 8mm
Ziehstein-Halbwinkel, Reduzierung
α
=6º, R/P=20%
Reibungsfaktor
0.05μm
▼
▼
Tabelle 3
:
Parameter des Risses
▲
▲
Bild 10
:
Änderungen beim Riss nach jedem Stich im Versuch und in der Analyse
▲
▲
Bild 11
:
Verformungsverhaltens eines
U-förmigen Risses während
des Ziehens
a) Basisdraht
b) 1 Stich
a) Basisdraht
b) 1 Stich
d) 3 Stiche
c) 2 Stiche
c) U-förmig
Ziehrichtung
Basis-
draht
1 Stich
2 Stiche
3 Stiche
Ziehrichtung
Versuch
Analyse
Verteilung der Eigenspannung in Richtung X-Achse - 1400
1400 [MPa]