Das Freibiegen mit inkrementeller Spannungsüberlagerung

Blechbiegeverfahren werden durch eine stark ausgeprägte Rückfederung charakterisiert. Mit der inkrementellen Spannungsüberlagerung beim Freibiegen wird eine Möglichkeit geboten, die Rückfederung bei einer hohen Flexibilität in der Fertigung zu reduzieren. Zunächst wird ein analytisches Modell des Querkraftbiegens erweitert, indem das nichtlineare Fließverhalten berücksichtig wird. Aufbauend auf diesem Modell wird ein Freibiegemodell ausgearbeitet. Mit diesem Modell können die Rückfederung und die Eigenspannungen beim Freibeigen ermittelt werden. Der Fokus dieser Arbeit ist die Analyse des oben genannten Verfahrens. Dazu wird ein analytisches Modell der Spannungsüberlagerung ausgearbeitet und mit einem FE-Modell verifiziert. Neben der Analyse der Spannungszustände wird der Einfluss der inkrementellen Spannungsüberlagerung auf die Rückfederung experimentell untersucht. Anschließend wird eine Berechnungsmethode zur Prozessvorhersage basierend auf den zuvor vorgestellten Modellen erarbeitet. Das Verfahrenspotenzial wird durch den Vergleich der erforderlichen Umformenergie und der resultierenden Rückfederungskompensation mit bereits etablierten und weitverbreiteten Verfahren, die ebenfalls eine Spannungsüberlagerung verwenden, dargestellt. Sowohl der Einsatz des Verfahrens bei belastungsangepassten Platinen als auch die Möglichkeit zur Erweiterung der Formänderungsgrenzen bei Werkstoffen mit geringer Duktilität werden ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse der vorliegenden Dissertation ermöglichen die Spannungszustände und die Rückfederung infolge der Spannungsüberlagerung mathematisch abzubilden. Darüber hinaus zeigen die Untersuchungen weitere positive Aspekte des Verfahrens bei modernen Werkstoffkonzepten und Werkstoffen mit geringer Duktilität auf.