Was ist ein Formgrenzendiagramm?
Ein Umformgrenzendiagramm (FLD), auch als Keeler-Goodwin-Diagramm bekannt, ist ein Diagramm, das das Verhalten von Blechen unter verschiedenen Dehnungsstufen veranschaulicht. Die Linie, die das Verhalten des Metalls beschreibt, wird als Forming Limit Curve (FLC) bezeichnet. Ein Formgrenzendiagramm gibt Auskunft über die maximale Belastung des Metalls vor dem Brechen oder Einschnüren. Zur Erstellung der Diagramme werden Teststreifen aus Blech verwendet und die Verformung gemessen.
Grenzwertdiagramme werden in einem zweidimensionalen Koordinatensystem dargestellt, wobei die Hauptdehnung auf der y-Achse und die Nebendehnung auf der x-Achse aufgetragen sind. Die Dehnung ist ein Maß für die Verformung. Die Hauptverformung wird als Richtung mit höherer Verformung definiert, während die Nebenverformung in Richtung mit geringerer Verformung verläuft. Unterschiedliche Blechtypen und Blechdicken haben jeweils ein eigenes Grenzformdiagramm.
Ein FLC ist eine unregelmäßige parabolische Kurve, wobei das Minimum an oder nahe der Hauptdehnungsachse auftritt. Ein Material, das Dehnungen ausgesetzt ist, die über der Kurve liegen, versagt, während Dehnungen unter der Kurve sicher auf das Metall aufgebracht werden können. FLDs werden normalerweise mit zwei Kurven dargestellt - der Bereich zwischen den Kurven ist eine Zone kritischer Verformung oder Sicherheitszone, in der das Material sicher ist oder Risse aufweist. In der Praxis ist es daher am besten, diese Dehnungen nicht anzuwenden. Die kritische Verformung, die in dieser Zone wahrscheinlich auftritt, wird als Einschnürung bezeichnet, wenn das Metall in einigen Bereichen dünner gestreckt wird.
Ein Formgrenzendiagramm wird unter Verwendung einer Reihe von Tests entwickelt. Während der Versuche werden unterschiedlich breite Metallbänder mit Dehnungen beaufschlagt. Die unterschiedlichen Breiten der Streifen simulieren unterschiedliche Belastungsbedingungen. Jeder Streifen ist mit einem kreisförmigen Gittermuster markiert, mit dem die Dehnung gemessen wird.
Die Streifen werden normalerweise mit einem Halbkugelstempel belastet. Ein Metallstreifen wird gestreckt, bis ein Einschnüren beobachtet wird. Dehnungswerte für die Haupt- und Nebenachse können durch Messen der Verformung des zuvor auf dem Streifen markierten kreisförmigen Gitters erhalten werden.
Computergestützte Methoden können auch zum Messen der Dehnung verwendet werden. Vom Computer während des Verformungsprozesses aufgenommene Bilder können mit einem Referenzgitter verglichen werden, das mit dem kreisförmigen Gitter auf dem Metall vergleichbar ist. Der Computer kann die Belastungen unter Verwendung dieser Bilder berechnen. Eine andere Methode vergleicht Bilder vor und nach dem kreisförmigen Gitter, um die Dehnung zu berechnen.