Simulation des Kugelstrahlens und der resultierenden Randschichtzustände mit der Methode der Finiten Elemente

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Volker Schulze
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5147794

Mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente soll der Kugelstrahlprozess mit der Zielsetzung simuliert werden, am Beispiel des Stahls 42CrMo4 kennzeichnende Aussagen über die zu erwartenden Randschichtzustände zu erhalten. Der jeweilige Randschichtzustand ist dabei durch die Oberflächentopographie, den Eigenspannungszustand sowie den Verfestigungszustand charakterisiert. In den Simulationsrechnungen zum Einzel- und vorrangig zum Mehrkornaufschlag, die den Temperatur- und Verformungsgeschwindigkeitseinfluß auf das Verformungsverhalten, den Einfluß der Reibung, die Auswirkungen der verformungsbedingten Wärmeentwicklung, den Bauschingereffekt und - soweit erforderlich - statische und dynamische Reckalterungseffekte berücksichtigen, soll systematisch der Einfluß von Strahlparametern wie Strahlmittelbedeckungsgrad, -Geschwindigkeit, -durchmesser und -auftreffwinkel auf über geeignete Bereiche gemittelte und damit repräsentative Eigenschaftsprofile studiert werden. Daneben soll in gleicher Weise auch der Einfluß von Behandlungsparametem bei Sonderstrahlverfahren - wie dem Spannungsstrahlen und dem Strahlen bei erhöhten Temperaturen, die beide am Institut für Werkstoffkunde I weiterentwickelt und systematisch experimentell untersucht werden - analysiert werden. Damit soll das Verständnis für die beim Kugelstrahlen ablaufenden Prozesse gesteigert und die Möglichkeit geschaffen werden, eine Parameteroptimierung für Kugelstrahlprozesse unabhängig von Strahlexperimenten und aufwendigen Messungen von Eigenschaftsprofilen vornehmen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Otmar Vöhringer