Tribology of Machine Hammer Peened Tool Surfaces for Deep Drawing

 
 
Apprimus Verlag
  • 1. Auflage
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  • erschienen am 18. Mai 2016
  • |
  • 236 Seiten
 
E-Book | PDF mit Wasserzeichen-DRM | Systemvoraussetzungen
978-3-86359-452-7 (ISBN)
 
Zwecks Reduktion von Reibung und Verschleiß beim Tiefziehen von Leichtbauwerkstoffen wurden die Oberflächen gehärteter Ziehwerkzeuge durch maschinelles Oberflächenhämmern bearbeitet. Gegenstand der Dissertation ist die Erforschung der Wechselwirkungen zwischen den Parametern des Oberflächenhämmerns und den resultierenden Werkzeugoberflächen sowie die Wirkungsweise von gehämmerten Werkzeugoberflächen auf Reibung, Verschleiß und Schmierung.
  • Englisch
  • Aachen
  • |
  • Deutschland
  • 52,35 MB
978-3-86359-452-7 (9783863594527)
3863594525 (3863594525)
weitere Ausgaben werden ermittelt
1 - Preamble and Acknowledgement [Seite 6]
2 - Table of contents [Seite 10]
3 - 1 Introduction [Seite 32]
4 - 2 State of the art in deep drawing tribology [Seite 38]
4.1 - 2.1 Deep drawing basics [Seite 38]
4.1.1 - 2.1.1 Process principle of deep drawing [Seite 39]
4.1.2 - 2.1.2 Tribology of sliding bodies [Seite 41]
4.1.3 - 2.1.3 Intermediate conclusion [Seite 46]
4.2 - 2.2 Surface structures in elastic and elasto-plastic contacts [Seite 46]
4.2.1 - 2.2.1 Mechanisms of surface structures [Seite 46]
4.2.2 - 2.2.2 Manufacturing processes for the generation of surface structures [Seite 48]
4.2.3 - 2.2.3 Intermediate conclusion [Seite 50]
4.3 - 2.3 Machine hammer peening [Seite 50]
4.4 - 2.4 Ecological and scientific problem statement [Seite 53]
5 - 3 Objective and research methodology [Seite 56]
6 - 4 Analysis of process and contact mechanics [Seite 60]
6.1 - 4.1 Determination and modeling of process forces during MHP [Seite 60]
6.1.1 - 4.1.1 Experimental set-up and effects of the process parameters on impact force [Seite 60]
6.1.2 - 4.1.2 Numerical modeling of impact tests [Seite 63]
6.2 - 4.2 Determination and modeling of the surface integrity of smoothsurfaces [Seite 69]
6.2.1 - 4.2.1 Experimental set-up for surface smoothing [Seite 69]
6.2.2 - 4.2.2 Numerical modeling of surface smoothing [Seite 75]
6.2.3 - 4.2.3 Effects of process parameters on surface integrity for surface smoothing [Seite 78]
6.3 - 4.3 Description of the surface integrity of structured surfaces [Seite 81]
6.3.1 - 4.3.1 Definition of patterns for surface structuring [Seite 81]
6.3.2 - 4.3.2 Numerical modeling of surface structuring [Seite 82]
6.3.3 - 4.3.3 Effects of structuring process parameters on surface integrity [Seite 83]
6.4 - 4.4 Conclusion and unresolved challenges [Seite 85]
7 - 5 Friction characteristics of machine hammer peenedsurface structures [Seite 88]
7.1 - 5.1 Evaluation of friction characteristics of selected surface structuresusing strip drawing test [Seite 88]
7.1.1 - 5.1.1 Experimental set-up for manufacturing structured strip drawing tools [Seite 89]
7.1.2 - 5.1.2 Experimental set-up for strip drawing [Seite 91]
7.1.3 - 5.1.3 Results of the friction analysis [Seite 92]
7.2 - 5.2 Modeling of the hydrostatic contact [Seite 92]
7.2.1 - 5.2.1 Set-up and verification of the FE-based fluid-structure interaction model [Seite 93]
7.2.2 - 5.2.2 Analysis of tribological target values [Seite 94]
7.2.3 - 5.2.3 Modeling of the sliding contact [Seite 98]
7.3 - 5.3 Modeling of the hydrodynamic contact [Seite 99]
7.3.1 - 5.3.1 Analysis of hydrodynamics longitudinally to the sliding direction [Seite 99]
7.3.2 - 5.3.2 Analysis of hydrodynamics transversal to the sliding direction [Seite 105]
7.4 - 5.4 Conclusion and unresolved challenges [Seite 110]
8 - 6 Wear characteristics of hammer peened surfaces [Seite 112]
8.1 - 6.1 Evaluation of wear characteristics by means of strip drawing test [Seite 112]
8.1.1 - 6.1.1 Experimental set-up and execution [Seite 113]
8.1.2 - 6.1.2 Results of the wear analysis [Seite 113]
8.2 - 6.2 Investigation of coated surface structures [Seite 115]
8.2.1 - 6.2.1 Experimental coating characterization [Seite 115]
8.2.2 - 6.2.2 Friction and wear analysis using coated surface structures [Seite 117]
8.3 - 6.3 Modeling of surface temperature and residual stresses for slidingcontact [Seite 118]
8.4 - 6.4 Conclusion and unresolved challenges [Seite 121]
9 - 7 Physicochemical analysis of the wetting behavior [Seite 122]
9.1 - 7.1 Methodology and theoretical background [Seite 122]
9.2 - 7.2 Determination of the surface tension of selected lubricants [Seite 126]
9.2.1 - 7.2.1 Experimental set-up for pendant drop method [Seite 127]
9.2.2 - 7.2.2 Results for lubricant surface tension [Seite 128]
9.3 - 7.3 Determination of the surface free energy of hammer peenedstructures [Seite 129]
9.3.1 - 7.3.1 Calculation method using sessile drop method [Seite 129]
9.3.2 - 7.3.2 Results of the sessile drop method [Seite 130]
9.4 - 7.4 Assessment of physicochemical interactions [Seite 132]
9.4.1 - 7.4.1 Determination of the interfacial tension [Seite 132]
9.4.2 - 7.4.2 Determination of the work of adhesion [Seite 133]
9.4.3 - 7.4.3 Determination of spreading pressure [Seite 134]
9.5 - 7.5 Conclusion and unresolved challenges [Seite 136]
10 - 8 Analytic modeling of fluid dynamics [Seite 138]
10.1 - 8.1 Derivation and solution of the Reynolds equation for a machinehammer peened surface structure [Seite 138]
10.1.1 - 8.1.1 Theoretical background and approximation of a hammered surface structure [Seite 138]
10.1.2 - 8.1.2 Determination of the transversal and longitudinal velocity and pressuredistribution for steady conditions [Seite 140]
10.1.3 - 8.1.3 Results and discussion of the influence of tribological process parameters onvelocity and pressure distribution [Seite 143]
10.2 - 8.2 Design of tools with hammer peened surfaces [Seite 147]
10.2.1 - 8.2.1 Results of structures transversally arranged to the sliding direction [Seite 148]
10.2.2 - 8.2.2 Results of structures arranged longitudinally to the sliding direction [Seite 148]
10.2.3 - 8.2.3 Combined longitudinal and transversal structure arrangement [Seite 149]
10.2.4 - 8.2.4 Discussion [Seite 150]
10.3 - 8.3 Conclusion and unresolved challenges [Seite 151]
11 - 9 Application of the findings and validation of the researchhypothesis [Seite 152]
11.1 - 9.1 Friction analysis of an industrial deep drawing process andvisualization of friction [Seite 152]
11.2 - 9.2 Experimental evaluation of friction and wear of a deep drawingprocess with hammered tool surfaces [Seite 155]
11.3 - 9.3 Verification of the research hypothesis [Seite 158]
12 - 10 Summary and outlook [Seite 160]
13 - Bibliography [Seite 168]
14 - A Appendix [Seite 186]
14.1 - A.1 Appendix for chapter 4 [Seite 186]
14.2 - A.2 Appendix for chapter 5 [Seite 194]
14.3 - A.3 Appendix for chapter 6 [Seite 196]
14.4 - A.4 Appendix for chapter 7 [Seite 198]
14.5 - A.5 Appendix for chapter 8 [Seite 209]
14.6 - A.6 Appendix for chapter 9 [Seite 226]
14.7 - A.7 List of student theses used [Seite 232]
15 - B Abstract [Seite 233]
16 - C Curriculum vitae [Seite 235]

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