C1: Constitutive friction law for the description and optimization of tailored surfaces

(Third Party Funds Group – Sub project)

Overall project: TRR 73: Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen - Blechmassivumformung
Project leader: Ulf Engel, Kai Willner, Marion Merklein
Project members: Florian Beyer, Maria Löffler
Start date: 1. January 2009
End date: 31. December 2012
Acronym:
Funding source: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
URL: https://www.tr-73.de/

Abstract

Die Ziele des Projekts sind die Entwicklung eines konstitutiven Reibgesetzes und die Realisierung anwendungsangepasster tribologischer Bedingungen für die Blechmassivumformung mittels Tailored Surfaces. Durch den Einsatz von Halbzeugen mit definiert strukturierten Oberflächen und geeigneter Schmierstoffsysteme sollen der Stofffluss gezielt beeinflusst und so auch die Prozessgrenzen erweitert werden. Ausgehend von der numerischen Betrachtung der tribologischen Bedingungen im Halbraummodell wird das konstitutive Reibgesetz weiterentwickelt und in die Finite-Element Simulation implementiert, wodurch ein verbessertes Prozessverständnis geschaffen werden kann.

Publications

Beese S., Beyer F., Blum H., Isik K., Kumor D., Löhnert S., Rademacher A., Tekkaya AE., Willner K., Wriggers P., Zeller S.:
Simulation of Sheet-Bulk Metal Forming Processes with Simufact.forming using User-Subroutines
19th ESAFORM Conference (Nantes, 27. April 2016 - 29. April 2016)
Kersting P., Gröbel D., Merklein M., Peter S., Wernicke S., Tekkaya AE., Krebs E., Freiburg D., Biermann D., Weikert T., Tremmel S., Stangier D., Tillmann W., Matthias S., Reithmeier E., Löffler M., Beyer F., Willner K.:
Experimental and numerical analysis of tribological effective surfaces for forming tools in Sheet-Bulk Metal Forming
In: Production Engineering 10 (2016), p. 37-50
ISSN: 0944-6524
DOI: 10.1007/s11740-015-0651-6
URL: https://www.mfk.uni-erlangen.de?file=pubmfk_5695fddc4e358
Beyer F., Willner K.:
A constitutive friction law for sheet-bulk metal forming
In: Journal of Japanese Society of Tribologists 11 (2016), p. 614-622
ISSN: 0915-1168
DOI: 10.2474/trol.11.614
Breitsprecher T., Hense R., Beyer F., Biermann D., Wartzack S., Willner K.:
Sensitivitätsanalyse der tribologischen Eigenschaften gefräster Oberflächenstrukturen bei der Blechmassivumformung
In: Merklein, M.; Behrens, B. A., Tekkaya, A. E. (ed.): Tagungsband zum 2. Erlanger Workshop Blechmassivumformung 2013, Bamberg: Meisenbach, 2013, p. 121-136
ISBN: 978-3-87525-353-5
Beyer F., Löffler M., Willner K., Engel U., Merklein M.:
Enhancement of a Constitutive Friction Law by Considering Plastic Smoothing of Rough Surfaces in Dependency on the Bulk Stresses
In: Tribology in Industry 38 (2016), p. 163-175
ISSN: 0354-8996
Open Access: http://www.tribology.fink.rs/journals/2016/2016-2/4.pdf
URL: http://www.tribology.fink.rs/journals/2016/2016-2/4.pdf
Beyer F., Willner K.:
Surface Deformation due to Shear and Ploughing in a Halfspace
In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics 14 (2014), p. 239-240
ISSN: 1617-7061
DOI: 10.1002/pamm.201410107
URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pamm.201410107/pdf
Beyer F., Blum H., Kumor D., Rademacher A., Willner K., Schneider T.:
Experimental and Simulative Investigations of Tribology in Sheet-Bulk Metal Forming
In: Key Engineering Materials 639 (2015), p. 283-290
ISSN: 1013-9826
DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.639.283
URL: http://www.scientific.net/KEM.639.283
Schmaltz S., Landkammer P., Beyer F., Kumor D., Rademacher A., Blum H., Steinmann P., Willner K.:
Vorstellung eines Simulationsbenchmarks für die Blechmassivumformung
In: Merklein, M., Behrens, B.-A., Tekkaya, A. E. (ed.): Tagungsband zum 2. Erlanger Workshop Blechmassivumformung 2013, Bamberg: Meisenbach, 2013, p. 53-68
ISBN: 978-3-87525-353-5
Beyer F., Hauer F., Willner K.:
Development of a Constitutive Friction Law based on the Frictional Interaction of Rough Surfaces
In: Tribology in Industry 37 (2015), p. 400-412
ISSN: 0354-8996
Open Access: http://www.tribology.fink.rs/journals/2016/2016-2/4.pdf
URL: http://www.tribology.fink.rs/journals/2016/2016-2/4.pdf
Löffler M., Engel U., Willner K., Beyer F., Merklein M.:
Investigation of the tribological behaviour of microstructures for controlling the material flow in sheet-bulk metal forming
In: CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology (2018)
ISSN: 1755-5817
DOI: 10.1016/j.cirpj.2018.05.002
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1755581718300294?via=ihub
Beyer F., Willner K.:
Determination of a Constitutive Friction Law Using an Elastic-Plastic Half-Space Model
In: Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics (2015), p. 173-174
ISSN: 1617-7061
DOI: 10.1002/pamm.201510077
URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pamm.201510077/pdf
Küstner C., Beyer F., Kumor D., Loderer A., Wartzack S., Willner K., Blum H., Rademacher A., Hausotte T.:
Simulation-based development of Pareto-optimized tailored blanks for the use within sheet-bulk metal forming
DESIGN 2016 14th International Design Conference (Dubrovnik, 16. May 2016 - 19. May 2016)
In: Marjanovic, D.; Storga, M.; Pavkovic, N.; Bojcetic, N.; Skec, S. (ed.): DS 84: Proceedings of the DESIGN 2016 14th International Design Conference, Glasgow: 2016
URL: https://www.mfk.uni-erlangen.de?file=pubmfk_5742b0e022d9f