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Autor Thema:  Benötigte Kraft zum Verformen (1612 mal gelesen)
Soeren.Steiner
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Anlage1.png

 
Hallo zusammen,
ich möchte die Kraft berechnen welche ich benötige, um Titan Grad 4 plastisch zu verformen. Dazu bin ich bereits so weit. Leider entspricht der Wert nicht dem gemessenen Wert, sondern genau der Hälfte, der beim Versuch an einer Zwick Maschine rauskam. Hat jemand von euch eine Idee woran das liegen könnte bzw was der Fehler in meiner Rechnung ist. Anbei meine Rechnung dazu als Anhang.

Bei fragen gerne melden.

LG Sören

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Torsten Niemeier
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erstellt am: 25. Mai. 2021 18:45    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 Soeren.Steiner 10 Unities + Antwort hilfreich

Ich komme rechnerisch auf dasselbe Ergebnis wie Du.
Als Titan Grade 4 KV findet sich im Internet ein kaltverformter Werkstoff, der eine wesentlich(!) höhere Dehngrenze hat, aber Du wirst natürlich am besten wissen, womit Du es da zu tun hast.
Daher: keine Idee, sorry.

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Soeren.Steiner
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erstellt am: 26. Mai. 2021 06:07    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

Danke dir! Ich habe es auch mal zum Spaß mit Titan Grad 2 gerechnet und komme auf ca. 600N. Beim Zugversuch kamen aber etwas über 1200 N raus. Sprich wieder genau die Hälfte.

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bk.sc
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Hallo,

du schreibst hier etwas von Zugfestigkeit (Rm), was du aber benötigst ist die Streckgrenze Rp0,2 oder besser noch die Fließgrenze wenn dich der Zeitpunkt der ersten Verformung interesiert. Des Weiterem ist der Zustand des Materials wichtig z.B. Rm für geglühtes Material = 655 - 827 N/mm², Rm für Kaltverformtes Material = 931 - 1138 N/mm².

Gruß
Bernd

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Staatlich anerkannte Deutschniete 

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Soeren.Steiner
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erstellt am: 26. Mai. 2021 08:06    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

Hey Bernd, dank dir für die Antwort.
Ich meine Natürlich die Streckgrenze Rp 0,2% war ein versehen. Diese haben wir auch an der Maschine geprüft. Es geht lediglich um die Formel dort komme ich immer auf die Hälfte der Kraft. Dort liegt mein Problem

LG Sören

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bk.sc
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erstellt am: 26. Mai. 2021 08:36    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 Nur für Soeren.Steiner 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo,

ist die Biegefließgrenze analog der Streckgrenze, die kann bei bestimmten Materialien abweichen. Wieso rechnest du eigentlich mit halber Implantatdicke? Kannst du den Aufbau mal grob Skizzieren nicht das mich nur die Wortwahl in die Irre führt?

Gruß
Bernd

------------------
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Staatlich anerkannte Deutschniete 

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Soeren.Steiner
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Anlage2.png


Anlage3.png


Anlage4.png

 
Anbei die Anlagen zu dem teil. Die ersten 2 zeigen woher ich die Werte nehme. Die 2. ist die gesamte Baugruppe das du weist wie es einliegt und wieso ich es benötige. Später möchte ich die Hebellänge berechnen. Dafür benötige ich aber zuerst die Kraft welche benötigt wird um das Teil zu verformen.

LG Sören

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Fyodor
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Und warum rechnest Du mit HALBER Dicke (3 mm / 2 = 1,5 mm)?

------------------
Cheers,
    Jochen

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Soeren.Steiner
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Anlage5.png

 
Da ich das hier so rauslese. Abstand von der neutralen faser zur Ausfläche. Oder liege ich da falsch?

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EIBe 3D
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Hallo,

weiter ist die Stützwirkung beim Biegen nicht berücksichtigt. Wie du mm^4 / mm^2 kürzen kannst ist auch etwas, naja, ungewöhnlich 


Grüße

EIBe 3D

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Soeren.Steiner
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ja da mit dem kürzen hast du recht. Wie kürzt man das richtig raus? Kannst du mir das evt vorrechnen?

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Fyodor
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Zitat:
Original erstellt von EIBe 3D:
Wie du mm^4 / mm^2 kürzen kannst ist auch etwas, naja, ungewöhnlich

Schau nochmal genau hin, das ist schon richtig gekürzt. Es ist mm^4 gegen 2 Stück mm^2

------------------
Cheers,
    Jochen

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Soeren.Steiner
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Okay also stimmt es doch war leicht verunsichert 
Aber wo dann der Fehler liegt ist mir echt ein rätsel :/

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EIBe 3D
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Zitat:
Original erstellt von Fyodor:

Schau nochmal genau hin, das ist schon richtig gekürzt. Es ist mm^4 gegen 2 Stück mm^2


Sorry und Danke, stimmt natürlich. Hab den Schräger nicht gesehen. 

Stützwirkung fehlt trotzdem.

Grüße

EIBe 3D

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Soeren.Steiner
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Was genau ist die Stützwirkung. Ich habe den Abstand von den Stützen einberechnet ist das nicht das was du meinst?

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EIBe 3D
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Beim Biegen wird (grob gesagt) eine Hälfte des Werkstoffs gezogen, die andere gestaucht. Für Stahlwerkstoffe liegt daher die Biegefließgrenze bei ca. (1 - 1,3) x Re. Bei dünneren Dicken ist dieser Einfluß größer.

Grüße

EIBe 3D

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Soeren.Steiner
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Okay gut zu wissen. Aber wo soll ich das in der Formel einfügen bzw wie heist die nue Formel dafür dann?

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Torsten Niemeier
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Zitat:
Original erstellt von EIBe 3D:
Beim Biegen wird (grob gesagt) eine Hälfte des Werkstoffs gezogen, die andere gestaucht. Für Stahlwerkstoffe liegt daher die Biegefließgrenze bei ca. (1 - 1,3) x Re. Bei dünneren Dicken ist dieser Einfluß größer.

Bei dünneren Dicken als Stahl? 
Ich weiss nicht. 14x3 erscheint mir jetzt nicht unbedingt als geometrisch besonders dünn.
Das bei manchen Werkstoffen für kleinere Abmessungen die Werte höher sind, ist klar, aber das Doppelte?
Ausserdem wird der beschriebene Werkstoff nicht alternativ noch als IPB für den Hallenbau verkauft.

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Roland Schröder
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erstellt am: 27. Mai. 2021 16:19    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 Soeren.Steiner 10 Unities + Antwort hilfreich

Moin!

Kann es sein, dass Ihr die ganze Zeit mit dem linearen Spannungsverlauf wie beim elastischen Biegen rechnet?

Beim Verbiegen wird der Werkstoff plastisch, und es stellt sich ein zunehmend rechteckiger Spannungsverlauf ein, was bei gleicher Maximalspannung ein deutlich höheres Biegemoment ergibt.

------------------
Roland  
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Torsten Niemeier
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erstellt am: 27. Mai. 2021 21:49    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 Soeren.Steiner 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Roland Schröder:
Moin!
Kann es sein, dass Ihr die ganze Zeit mit dem linearen Spannungsverlauf wie beim elastischen Biegen rechnet?

Ja, habe ich zumindest bei meiner Kontrollrechnung.
Halte ich auch für richtig, da ich die Fragestellung so verstanden habe, ab welcher Kraft denn die plastische Verformung eintritt. Und das sehe ich als den Grenzfall des elastischen Biegens.
Also so lange (elastisch) gebogen, bis rechnerisch die Streckgrenze erreicht ist.
Hältst Du das für falsch?
Läuft der 3-Punkt Biegeversuch nicht genauso ab, bis die Kraft dann nicht mehr größer wird?

Gruß, Torsten

[Diese Nachricht wurde von Torsten Niemeier am 27. Mai. 2021 editiert.]

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Hey danke euch für die Antwort?
Könntest du mir die Formel nennen mit welcher ich das dann Berechnen soll?

LG Sören

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EIBe 3D
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erstellt am: 28. Mai. 2021 10:01    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 Soeren.Steiner 10 Unities + Antwort hilfreich

Zitat:
Original erstellt von Torsten Niemeier:
Bei dünneren Dicken als Stahl?   

Ja, aber bei dickeren Dünen als wie bei Aluminium gilt selbstverständlich das Gegenteil! :)    

Zitat:

Ich weiss nicht. 14x3 erscheint mir jetzt nicht unbedingt als geometrisch besonders dünn.
Das bei manchen Werkstoffen für kleinere Abmessungen die Werte höher sind, ist klar, aber das Doppelte?
Ausserdem wird der beschriebene Werkstoff nicht alternativ noch als IPB für den Hallenbau verkauft.

3mm erscheint mir hingegen nicht sehr dick im Gegensatz zu einer 30mm Welle aus Titan für z.B. Hüftgelenke. Der Einflußfaktor auf die Stützwirkung für Titan G4 in welchem Wärmebehandlungszustand auch immer ist mir nicht bekannt daher kann ich nicht sagen wie groß der Einfluß ausfällt. Jedenfalls erscheinen mir bis zu 30% Abweichung für Stahl durchaus ausreichend signifikant um berücksichtigt zu werden.

Davon abgesehen liegt ebensowenig eine Prinzipskizze zum Versuchsaufbau vor, wie eine Versuchsbeschreibung. Ich wage zu bezweifeln ob auf dieser Basis ausgeführte "Berechnungen" überhaupt eine Aussagekraft haben.


Grüße

EIBe 3D

[Diese Nachricht wurde von EIBe 3D am 28. Mai. 2021 editiert.]

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bk.sc
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formbendopges.PNG

 
Hallo,

mir kamm die 1050 N etwas klein vor für die benötigte max. Kraft für diese Umformung, daher hab ich mal nachgefragt wie das bei meinem alten Arbeitgeber überschlägig berechnet werden würde und der Kollege meinte hier würde hier wohl idealisiert eine Annährung nach Oehler (sie Bild) verwenden, wenn die reserven der Anlage zu knapp wäre würde er noch eine FEM Simulation anwerfen wegen Reibungseinfluss,Rückfederung, Kaltverfestigung und Umformgeschwindigkeit etc..

Ich komm nach Oehler auf  Fmax ca. 2.800N für diese Umformung (Rm ca. 600 N/mm²).

Gruß
Bernd

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erstellt am: 31. Mai. 2021 10:01    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

Hey,
schonmal vorab mega dank für deine Bemühung mir zu helfen. Ich habe gerade mal mit deiner Anlagenformel gerechnet. Ohne diesen K Wert würde ich fast genau auf das Ergebniss des Zugversuchs (anlage) kommen. Nicht wundern der Zugversuch ist mit Grade 2 durchgeführt worden. Habe für Grade 2 mit dem Rm Wert 350N/mm2 gerechnet. Benötigt man diesen K wert den unbedingt, bzw wie kommt dieser Wert zustande?

Lg Sören

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bk.sc
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erstellt am: 31. Mai. 2021 15:22    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 Nur für Soeren.Steiner 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo Sören,

ich bin kein Blechmensch komme Ursprünglich aus der Kaltmassivumformung, ich denke mal durch den Korrekturfaktor fließen Dinge wie Reibung, Verschiebung der neutrallen Faser oder Kaltverfestigung etc. grob ein. Ich gehe aber mal stark davon aus das Herr Oehler schon einen Grund hatte diesen K Faktor zu verwenden.

Wenn du den Faktor weglässt bzw. auf 1 setzt könnte es im schlimmsten Fall einfach nicht funktionieren, du kannst den K-Faktor quasi als Sicherheit betrachten das du garantiert ausreichend Kraft hast, weil lieber zu viel als zu wenig Kraft.

Warum rechnest du auf einmal mit Rm = 350 N/mm² wenn oben ich glaub (Bild ist nicht mehr da) für Rp0,2 = 450 N/mm² angenohmmen wurden, weil Rm > Rp0,2.

Gruß
Bernd

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Soeren.Steiner
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erstellt am: 31. Mai. 2021 15:26    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

Hey Bernd,
okay ja das mit dem Faktor klingt logisch. Dann werde ich ihn mal draufrechnen.
Ich habe es mit dem Rm wert von Titan Grade 2 berechnet um es mit dem Prüfprotokoll zu vergleichen.
Das passt alles sehr gut. Dank dir vielmals für deine Hilfe!

Lg Sören

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