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Autor Thema:  Eigenspannungen beim Biegen (2695 mal gelesen)
Alexander78
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erstellt am: 24. Nov. 2017 17:27    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo zusammen,

ich bitte euch um Informationen zu dem oben genannten Thema.

Nach dem Biegen enstehen ja Eigenspannungen/Restspanungen, und da diese in der Innenseite und Außenseites des Bleches unterschiedlich hoch sind, ensteht doch hier eine Rückfederung.

Jetzt zu meiner Frage. Kann das Bauteil im Biegeradius nach der Rückfederung nochmals bis zu seiner Streckgrenze belastet werden, oder muss man hier die Eigenspannungen irgendwie berücksichtigen.

Vorab vielen Dank

Gruß Alexander

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 24. Nov. 2017 editiert.]

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N.Lesch
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erstellt am: 24. Nov. 2017 21:17    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Belasten kannst Du das Material schon , aber nicht mehr verformen.
Bis zur Streckgrenze würde ich aber nicht mehr gehen, sondern
ein bisschen niedriger.

Du kannst das Blech Weichglühen oder Normalglühen, dann kannst Du es nocheinmal verformen, wenn es noch keine Risse hatte.


------------------
Klaus

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Alexander78
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erstellt am: 24. Nov. 2017 21:37    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Danke erstmal für deine Antwort. Es handelt sich bei mir um das Material CuZn37 mit einer Streckgrenze von >= 500 Mpa. Im allgemeinen Gebrauch sind im Bauteil Spannungen von ca.400 Mpa vorhanden. Kurzfristig (10 x ) wird der Biegeradius der Flachformfeder Spannungen von 480 Mpa ausgesetzt. Kannst du mir sagen ob die Feder hier wieder in ihre Ausgangslage zurückfedern wird ? Vielleicht kannst du mir ja auch einen Erfahrungswert nennen mit wieviel Prozent der Streckgrenze eine Biegung nach Rückfederung wieder belastet werden kann um im elastischen Bereich zu bleiben.


Gruß Alexander

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erstellt am: 24. Nov. 2017 22:05    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo, hier mal ein zivilisiertes Datenblat des Materials:
http://www.kme.com/fileadmin/DOWNLOADCENTER/COPPER%20DIVISON/4%20Industrial%20Rolled/4_Alloys/CuZn37.pdf

Wenn bei der Reißdehnung ein Strich ist, würde ich das überhaupt nicht mehr biegen.
Es geht höchstens noch quer zur Walzrichtung oder mit den angegebenen
Biegeradien.
Deine genannten Spannungen sind sehr hoch, das kann ich aus der Ferne
auch nicht mehr beurteilen.

Von der Firma oben gab es auch Spannungs-Dehnungsdiagramme.
Wenn Du da Kunde bist oder werden willst, bekommst Du die ganz schnell.
Damit kannst Du das besser beurteilen.

------------------
Klaus

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Alexander78
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erstellt am: 24. Nov. 2017 22:50    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Die Biegungen mit den Spannungsspitzen liegen bei mir quer zum Faservlauf. Die Mindestbiegeradien habe ich hier laut Datenblatt ( Wieland ) eingehalten.

https://www.wieland.com/mediaPool/content/media/de/datenblaetter/baender_und_bleche/M37_14.pdf

Zustand : R550

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erstellt am: 25. Nov. 2017 07:37    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Wenn der Unterschied zwischen Rp0,2 und Rm so klein ist,

ist das Material spröde.  Du mußt hier die Werte genau anschauen und die Toleranzen berücksichtigen.
Rp 0,2 enthält schon 0,2% bleibende Dehnung.

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Klaus

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Alexander78
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erstellt am: 25. Nov. 2017 09:24    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Kannst du mir hier eine Empfehlung geben, mit wieviel Prozent von Rp0,2 du die Biegung nach der Rückfederung max. belasten würdest um sicher im elastischen Bereich zu bleiben.

Materialdicke : 0,3 mm

Meine Flachformfeder wird in der Elektrotechnik eingesetzt. Sie wird neben der mechanischen Belastung  einem  Bemessungsstrom von 2,5 A ausgesetzt. Die Kontaktkraft ist wegen der joulschen Erwärmung auch entscheidend. Aktuell habe ich bei meiner Feder eine Einsteck- bzw. Abzugskraft von ca. 4 N. Die Norm fordert hier nur 2 N.

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 25. Nov. 2017 editiert.]

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erstellt am: 25. Nov. 2017 11:37    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Wenn bei der Biegung keine Risse entstehen, kannst Du bis ca. 80% Rp0,2 gehen.
Aber beim Biegen kann sich die Dicke verändern und damit die ganze Statik.
Bei den Strom hast Du auch noch Erwärmung und Umgebungstemperatur.
Das mußt Du auch noch berücksichtigen.
In den Datenblättern von KME ist auch noch die Relaxation bei 80% Rp0,2 erklärt.

Aber für elektrische Kontaktfedern gibt es inzwischen viel besseres Material.
Bis ca.  80°C CuFe2P und bis ca. 100° C CuNiSi ( K55 bei Wieland,
Stoll 76 M bei KME )
Das Thema Kontaktfedern ist ziemlich komplex. 

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Klaus

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Alexander78
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erstellt am: 25. Nov. 2017 14:07    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Die Temperatur der Kontaktfeder wird im Betriebszustand durch den Bemessungstrom  von 2,5 A bis zum erreichen eines thermischen Gleichgewichts  um ca. 5 Kelvin erhöht.

Die Tabellen für die Thermische Spannungsrelaxation fangen ja meistens erst bei 100 Grad Celsius an. Heißt das, dass sich die Spannungen beim Einwirken einer mechanischen Last unterhalb von 100 Grad Cesius nicht abbauen.

In meinem Fall würde ich sagen, dass meine Feder keine Temperaturen von  über 60 Grad Celsius ausgesetzt wird.
.

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erstellt am: 25. Nov. 2017 15:11    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Den Larson-Miller kannst Du hier ganz vergessen. 
Der berücksichtigt nicht die Höhe der Spannung im Verhältnis zu Rp0,2.

Die Diagramme von KME gehen bis zu 80 % Rp0,2, darüber wird es gefährlich. Daß die erst bei 100° C anfangen heißt nur, daß sich die Relaxation bis 100° C nicht ändert. 

Du hast noch ein ganz anderes Problem. Wie ich oben schon erwähnte,
ist die Banddicke meistens mit ± 0,025 toleriert. Das sind bei
0,30 Dicke 8% . Bei der Spannung auf Biegeung sind das dann ± 17 % .


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Klaus

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erstellt am: 25. Nov. 2017 15:20    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Danke für deine Antworten.Du hast mich hier sehr weitergebracht.

Sorry für die vielleicht für dich selbstverständlichen Antworten.

Ich selber habe keine Studium absolviert.

Vielleicht kannst du mir noch eine Frage beantworten. Verhalten sich die resultierende Kräfte linear zu den auftretenden Spannungen ?

Gruß Alexander

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[Diese Nachricht wurde von Alexander78 am 25. Nov. 2017 editiert.]

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erstellt am: 25. Nov. 2017 20:41    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich


Spannung_Dehnung_Cu.PNG

 
" Verhalten sich die resultierende Kräfte linear zu den auftretenden Spannungen  "
Theoretisch ja bis zur Streckgrenze.

Im Anhang ein Bild mit dem Kurvenverlauf der Spannung mit Dehnung
bei den üblichen CU-Legierungen. 

Aber wie schon geschrieben, laß Dir das Spannungs-Dehnungs Diagramm
für das entsprechende Material geben.
Das ist eine Kleinigkeit.

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Klaus

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erstellt am: 25. Nov. 2017 22:02    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Erstmal großes Lob an Dich. Deine Fachkompetenz ist top !

Kann man auch annehmen, wenn ein Bauteil unter mechanischer Last und thermischer Relaxation laut Tabelle 20 Prozent an Spannung verliert, dass auch die Rückfederung um 20 Prozent geringer wird ?

Habe dir auch nochmal ein Private Nachricht gesendet. Vielleicht kannst du mir hier auch noch mal eine Antwort geben.

Schönes Wochenende noch.

Gruss Alexander

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erstellt am: 26. Nov. 2017 15:46    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Es gibt das Axiale Flächenmoment um die Verformung zu berechnen.
Da geht die Dicke mit der 3. Potenz ein.

Beim Widerstandsmoment für die Spannungsermittlung geht die Dicke mit
der 2. Potenz ein. Das ist hier der Fall.
Bei einer Dicke von 0,3 und einer Toleranz von 0,025 sind das 8,3 % oder Faktor 1,083 . Das Quadrat davon ( wg. 2 Potenz ) ist dann 1,17
oder 17 % . das jeweils plus und minus.

Bitte nicht per PM was hier her gehört
Was fängst Du mit der ganzen Software in Deinem Profil an  ?

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Klaus

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erstellt am: 26. Nov. 2017 16:22    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

- Creo Parametric wird bei der Produktentwicklung sowie für die Werkzeugkonstruktion eingesetzt

- Creo Simulate ( Spannugsberechnung )innerhalb von Creo

- Mit Hilfe von Visi wird die Abwicklung der Bauteile sowie das
  Streifenlayout erzeugt. Visi kann ich auch nichtlineare    Abwicklungen Stufenweise aufbereiten

- Moldflow wird von meiner Seite aus nur zur
  Qualitätsprognose und zur Anschnittseignung eingesetzt

- Ansys Aim wird neuerdings zur Strukturberechnung und zur Stromtragfähigkeitsberechnung eingesetzt

- PDX dient innerhalb von Creo zur schnelleren Werkzeugerstellung (Schnitte werden über vordefinierte Templates automatisch erzeugt )

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erstellt am: 27. Nov. 2017 14:36    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Bei meiner Simulation habe ich gerade
mal die Toleranz der Materialdicke (Nennmaß:0,3 mm) mit +-0,025 mm berücksichtigt.

Komme hier nur auf Spannungsunterschiede von ca. +-7,5 Prozent.

Kommt dies davon, weil Ansys wegen der großen Verformung (Verschiebung 1 mm ) die Berechnung evtl. nichtlinear durchführt ?

Gruß Alexander

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erstellt am: 27. Nov. 2017 19:54    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Alexander78 10 Unities + Antwort hilfreich

Das kann sein, aber ich würde immer zuerst mit kleinen Verformungen 
und linear rechnen.

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Klaus

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erstellt am: 28. Nov. 2017 07:47    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo Klaus,

können Biegungen an Materialien mit einer höheren Reißdehnung etwas höher belastet werden als Rp0,2x0,8 ?

Mein Material hat eine Dehngrenze Rp0,2 von >= 580 Mpa und eine Reißdehnung von 10 Prozent.

Im ungünstigsten Fall (max.Dicke des Materials)  treten während der Prüfung mit einem Prüfstift (Zehn Einsteckungen ) nämlich Spannungen von 500 Mpa auf. Die Biegung wird hierdurch mit Rp0,2x0,86 belastet.

Gruß Alexander


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erstellt am: 28. Nov. 2017 11:55    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Kontaktfeder.jpg

 
Alles gut! Die Spannungsspitzen entstehen durch die Randbedingung (Support-Fix).

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