Das Freibiegen mit inkrementeller Spannungsüberlagerung

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Blechbiegeverfahren sind durch eine ausgeprägte Rückfederung gekennzeichnet. Die inkrementelle Spannungsüberlagerung beim Freibiegen bietet eine Möglichkeit, diese Rückfederung bei hoher Fertigungsflexibilität zu reduzieren. Zunächst wird ein analytisches Modell des Querkraftbiegens erweitert, um das nichtlineare Fließverhalten zu berücksichtigen. Darauf basierend wird ein Freibiegemodell entwickelt, das die Rückfederung und Eigenspannungen beim Freibeigen ermittelt. Der Fokus liegt auf der Analyse dieses Verfahrens, wobei ein analytisches Modell der Spannungsüberlagerung erstellt und mit einem FE-Modell verifiziert wird. Neben der Analyse der Spannungszustände wird der Einfluss der inkrementellen Spannungsüberlagerung auf die Rückfederung experimentell untersucht. Eine Berechnungsmethode zur Prozessvorhersage wird basierend auf den vorgestellten Modellen erarbeitet. Das Potenzial des Verfahrens wird durch den Vergleich der erforderlichen Umformenergie und der resultierenden Rückfederungskompensation mit etablierten Verfahren aufgezeigt. Zudem werden der Einsatz bei belastungsangepassten Platinen und die Erweiterung der Formänderungsgrenzen bei Materialien mit geringer Duktilität untersucht. Die Ergebnisse ermöglichen eine mathematische Abbildung der Spannungszustände und Rückfederung infolge der Spannungsüberlagerung und zeigen positive Aspekte des Verfahrens bei modernen Werkstoffkonzepten.