Kurzfassung
Der Kreuzzugversuch stellt mit zwei senkrecht aufeinander liegenden Kraftrichtungen eine Möglichkeit zur Abbildung mehrachsiger Spannungszustände in der Materialprüfung dar. Die erreichbare Formänderung ist in Probenmitte der gängigen Kreuzzugproben sehr limitiert, so dass diese lediglich zur Bestimmung von Fließortskurven im ersten Quadranten bei niedrigen Vergleichsformänderungen Anwendung finden. Durch eine Analyse der geometrischen Merkmale gängiger Kreuzzugproben wie Schlitze, Kantenverrundungen und Vertiefungen mit Hilfe der FEM wurde eine Kreuzzugprobe zur Bestimmung der Grenzformänderung unter mehrachsiger Belastung optimiert. Durch geeignete Anordnung und Form der Schlitze sowie einer Vertiefung in Probenmitte werden Formänderungen erreicht, die im Bereich der Grenzformänderungskurve liegen. Weiterhin besteht die Möglichkeit die Probengeometrie durch Kleben einzelner Bleche zu erstellen. Hierdurch können eine spanende Bearbeitung der Probe und die einhergehende Veränderung der Werkstoffeigenschaften im Auswertebereich der Probenform vermieden werden.
Abstract
The biaxial tensile test allows to test materials under multiaxial stress states. The achievable strain in the specimen center of the common crusade samples is very limited. The main application is the identification of the yield loci in the first quadrant at low strain values. To determine the forming limit of metal under multiaxial stress states, an optimization of a specimen geometry took place. The influence on the maximum forming limit of common specimen with geometrical features like slots, rounded edges and indentations were investigated by using FEM analysis. Higher strains up to the forming limit can be achieved by using a suitable positioning and shape of the slots as well as an indentation in specimen center. Furthermore, the specimen geometry can be created by adhesive bonding of single sheets. A machining process and the associated change of material properties in the evaluation area of the specimen can be avoided.
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