Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    A multi-mechanism model for cutting simulations based on the concept of generalized stresses
    ( 2015)
    Cheng, C.
    ;
    Mahnken, R.
    ;
    Ivanov, I.M.
    ;
    Uhlmann, E.
    Based on the concept of generalized stresses as proposed by Gurtin [6] and Forest [4], we extend an existing model for strain rate- And temperature-dependent asymmetric plastic material behaviour accompanied by phase transformation with a gradient term of phase fraction. To this end a chemical variable, representing the austenite volume fraction, is treated as an extra degree of freedom, and the influence of its first gradient will be studied. A generalized principle of virtual power is postulated involving generalized stresses and used to derive the constitutive equations. The bulk model is formulated within a thermodynamic framework. For the scenario of a cutting process we have a martensite-austenite-martensite transformation. Finally, a cutting simulation is investigated to test our model and the different mechanisms are illustrated.
  • Publication
    FEM modeling of hard turning with consideration of phase transformations
    ( 2012)
    Uhlmann, E.
    ;
    Mahnken, R.
    ;
    Ivanov, I.M.
    ;
    Cheng, C.
  • Publication
    Produktivitätssteigerung bei der Endbearbeitung durch Hartdrehen
    ( 2011)
    Uhlmann, E.
    ;
    Ivanov, I.M.
    Aufgrund der hohen thematischen und mechanischen Beanspruchung der im Maschinenbau und der Antriebstechnik eingesetzten Stahlbauteile ist die Härtung des Werkstückwerkstoffs erforderlich. Im Anschluss an die Härtung ist die Endkontur der Bauteile durch spanende Schlichtbearbeitung zu schaffen. Wegen der geringen Bearbeitungszeit, der hohen Flexibilität bei geometrisch komplexen Werkstücken und der Trockenbearbeitung erweist sich Hartdrehen als eine wirtschaftliche Alternative zu den Schleifverfahren. Im vorliegenden Artikel werden die Ergebnisse der Messungen der Zerspankraftkomponenten bei Variation der maschinenseitigen Stellgrößen vorgestellt. Die bei höherem Spanungsquerschnitt vorliegende Entfestigung der martensitischen Phase der Versuchswerkstücke ermöglicht eine Anpassung der Masch inenstellgrößen und der Werkzeuggeometrie, wodurch größere Zerspanungsvolumina mit geringem Anstieg des Leistungsbedarfs erreicht werden können.