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By Winfried Nester

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Der stetige Anstieg des Innendrucks in der Realitat fUhrt ebenfalls zu einer Spannungsspitze, die aber einen kleineren Maximalwert besitzt [12J. Diese Zugbeanspruchung kann besonders bei den Keramikwerkstoffen zu Querrissen fUhren. Be; zusatzlicher Temperatureinwirkung vermindern die Warmespannungen diese mechanische Zugspannungsspitze. Die Bilder 21 und 22 zeigen fUr die betrachteten Bedingungen (hier nur: Warmestromdichte infolge Reibarbeit qR = 10 W/mm2) den Spannungsverlauf in einem Radialschnitt durch die Druckraummitte.

Bild 15 stellt diese Temperaturgradienten fUr verschiedene Matrizeninnenwandtemperaturen dar. Die Bilder 16 und 17 zeigen das im betriebswarmen Werkzeug am Ende del' DruckberUhrzeit vorhandene Temperaturprofil in Abhangigkeit von der stationaren Matrizeninnenwandtemperatur. 800r-------------------------~ K mm - 400 - 200 C Q) -0 d '- C'\ '- ::::J d '- Q) a.. s Druckberuhrzeit: Temperaturerhbhung im Werkstuck aus C1S infolge Umformarbeit: tB = 0,1 s MIu = 180 K Wiirmestromd ichte infolge Rei barbeit: qR= S WImm 2 Bild 15: Temperaturgradient in Punkt A am Ende der DruckberUhrzeit.

Der Matrizenwerkstoff ist Zr0 2 in Bild 19 und A1 203 in Bild 20. Der Anteil der Warmespannungen an den resultierenden Spannungen verschiebt diese in Richtung Druckgebiet. Die thermischen Druckspannungen werden durch die intensive Erwarmung der Oberflachenschichten beim Umformen hervorgerufen. Die Temperaturen der darunterliegenden Werkstoffschichten andern sich dagegen nur wenig. t2 Bei rein mechanischer Belastung tritt an der Druckraumgrenze eine hohe axiale Zugspannungsspitze auf. Die Ausbildung dieser Spannungsspitze wird durch den in der Berechnung angenommenen sprunghaften Anstieg des Innendrucks an der Druckraumgrenze gepragt.

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