Titelaufnahme

Titel
Magnesium und eine Finite-Elemente Simulation zum lasergestützten Umformen der Knetlegierung AZ31 / von Dieter Pflanzer
VerfasserPflanzer, Dieter
Begutachter / BegutachterinLiedl, Gerhard
Erschienen2013
UmfangXI, 107 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2013
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Magnesiumlegierung / Finite-Elemente-Methode / Umformen
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-64477 Persistent Identifier (URN)
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Magnesium und eine Finite-Elemente Simulation zum lasergestützten Umformen der Knetlegierung AZ31 [18.1 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Magnesiumlegierungen zählen zu den leichtesten Konstruktionswerkstoffen und weisen gleichzeitig eine hohe Festigkeit auf. Aufgrund des spröden Verhaltens gestaltet sich eine Umformung jedoch schwierig, wodurch der Anwendungsbereich derzeit noch relativ eingeschränkt ist. Im Rahmen dieser Arbeit wird daher eine effiziente Methode zur Umformung spröder Werkstoffe untersucht. Es wurde eine Finite-Elemente Simulation des laserunterstützten Biegens der Magnesiumknetlegierung AZ31 erstellt. Mit Hilfe der FE-Software Abaqus wurde ein realer Versuchsstand, welcher im Labor für Laser- und Umformtechnik der Technischen Universität Wien entwickelt wurde, abgebildet. In dieser 3-Punkt-Biegeanlage wird das Werkstück an der Biegekante mit Diodenlaser erwärmt, um die Umformbarkeit zu erhöhen. Die FE-Analyse beinhaltet somit nicht nur den Umformvorgang an sich, sondern auch das Einbringen einer Wärmeleistung in das Werkstück. Im Anschluss an eine Literaturrecherche zu Magnesium, in der die Herstellung, sowie die Eigenschaften und Umformbarkeit näher erläutert werden, wird die Simulation bzw. die Programmeinstellungen dokumentiert und die Ergebnisse mit denen einer konventionellen Umformung gegenüber gestellt. Hierzu wurden vier verschiedene Biegewinkel, jeweils mit und ohne Lasererwärmung simuliert. Die Resultate werden hinsichtlich der auftretenden Spannungen und Dehnungen, als auch im Bezug auf das Rückfederungsverhalten verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich der Biegewinkel um rund 30 erhöhen lässt und das Rückfederungsverhalten wesentlich verbessert werden konnte.

Zusammenfassung (Englisch)

Magnesium alloys are among the lightest construction metals and exhibit a high strength at the same time. However, its brittleness leads to difficulties in forming, thus, its application area is rather limited. Therefore an efficient method for forming brittle metals is examined within the course of this work. A fi nite element simulation for the laser assisted bending of the magnesium alloy AZ31 has been conducted. Based on a real experimental rig, which was developed at the Laser- und Umformtechnik laboratory at the University of Technology, Vienna. Thereby the workpiece is heated at the bending edge, to increase the poor formability. In this 3-point-bending machine heating will be achieved with diode lasers. Hence, the FE-analysis contains not only the forming process but also models the heat capacity which is brought into the workpiece. Subsequent to a literature research about Magnesium, wherein the production as well as its properties and the formability is explained in more detail, the simulation respectively the program settings are documented and the results are compared to conventional methods of forming. Therefore four different bending angles, each with and without laser assistance were simulated. The results are compared with respect to the occurrent stresses and strains and in matters of the springback behavior. The results reveal, that the bending angle can be increased by about 30 and the springback behavior improved signifi cantly.