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Schwerpunktprogramm ,,Gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen" (SPP 2013)
Termin:
01.01.2022
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Im Rahmen dieses Schwerpunktprogramms sollen die wissenschaftlichen Grundlagen erarbeitet werden, um die gezielte Nutzung umformtechnisch induzierter Eigenspannungen in metallischen Bauteilen ermöglichen zu können. Die Bauteileigenschaften, deren Verbesserung bei den Forschungsprojekten im Vordergrund stehen soll, sind dadurch gekennzeichnet, dass sie ein vorrangiges Auslegungskriterium während des späteren Bauteileinsatzes sind. Exemplarisch können hier die Schwingfestigkeit, die statische Festigkeit sowie die Beulsteifigkeit und -festigkeit in Kombination mit der Eigenschaftsstabilität während des Betriebs genannt werden.

In der ersten Phase wurden bereits folgende Ziele erreicht:
o Reproduzierbare Einstellung von Eigenspannungszuständen mithilfe umformender Fertigungsverfahren
o Steuerung der Eigenspannungszustände in Größe und Verteilung durch eine gezielte Prozessführung
o Qualitativer Nachweis der Eigenspannungen
o Etablierung geeigneter Nachweismethoden
o Aufbau geeigneter Simulationsmodelle
o Herstellung von repräsentativen Bauteilen

Für die zweite Phase wurden folgende Programmziele festgelegt:
o Quantifizierung der Relevanz von Störgrößen und Materialschwankungen für den ausgewählten Umformprozess
o Quantifizierung der Eigenschaftsverbesserung der Bauteile durch Eigenspannungen
o Validierung der Simulationsmodelle im Hinblick auf die Eigenschaftsprognosen
o Validierung von Messmethoden für die Eigenspannungen

Für die dritte Phase sind folgende Ziele geplant:
o Sicherstellung der Vorhersagbarkeit der Eigenschaftsverbesserungen mithilfe geeigneter Prognosemodelle für den Betrieb der Bauteile
o Gestaltung, Auslegung und Optimierung der Prozesse (hinsichtlich des spezifischen Anwendungsfalls)
o Nachweis der Eigenspannungsstabilität unter gegebenen Einsatzrandbedingungen (z. B. Überprüfung im Dauerbetrieb)

In der ersten Phase konnte der qualitative Nachweis erbracht werden, dass Eigenspannungen in Umformbauteilen gezielt eingebracht und damit prinzipiell im Sinne des Antragsziels genutzt werden können. In der zweiten Phase wurden die damit tatsächlich erzielbaren Eigenschaftsverbesserungen für die unterschiedlichen Produktionsprozesse quantifiziert und die zugehörigen Simulationsmodelle validiert. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen konzentrieren sich die Arbeiten der dritten Phase auf die Gestaltung, Auslegung und Optimierung der notwendigen Prozesse, Anlagen sowie Werkzeuge im Sinne der Eigenschaftsverbesserung der produzierten Bauteile.

Inhaltliche Fragen beantwortet Ihnen der Koordinator des Schwerpunktprogramms:
Professor Dr.-Ing. Wolfram Volk
Technische Universität München
Fakultät für Maschinenwesen
Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen
Walther-Meißner-Straße
85747 Garching
Tel. +49 89 289-13790
wolfram.volk@utg.de

Auskünfte zur Antragstellung bei der DFG erteilen:
Fachlich:
Dr.-Ing. Sebastian Heidrich
Tel. +49 228 885-2277
sebastian.heidrich@dfg.de

Formal: Gudrun Freitag
Tel. +49 228 885-2623
gudrun.freitag@dfg.de

Weitere Informationen:
www.dfg.de/foerderung/info_wissenschaft/2020/info_wissenschaft_20_90