Formänderungswiderstand

Der Formänderungswiderstand ${\displaystyle k_{W}}$ oder Umformwiderstand ist ein Maß für den Widerstand eines Werkstücks oder Werkstoffs gegen plastische Verformung.

Definition

Der Formänderungswiderstand

${\displaystyle k_{W}={\frac {F}{A}}}$

ist das Verhältnis der zur Verformung notwendigen Kraft F und der bei der Verformung beanspruchten Flächeninhalt A, er hat demnach die Einheit einer Spannung. Bei bekanntem Formänderungswiderstand k_W lässt sich also die für plastische Umformung aufzuwendende Kraft bestimmen:

${\displaystyle \Leftrightarrow F=k_{W}\cdot A.}$

Der Formänderungswiderstand stellt keine reine Werkstoffeigenschaft dar, da er außer der Werkstoffeigenschaft Fließspannung ${\displaystyle k_{f}}$ (beeinflusst von der Zusammensetzung und der Temperatur des Werkstoffs) auch die Eigenschaften des betrachteten Umformprozesses (Form des Werkstücks und Geschwindigkeit der Umformung) als Formfunktion ${\displaystyle q_{f}\geq 1}$ berücksichtigt:^[1]

${\displaystyle k_{W}=k_{f}\cdot q_{f}.}$

Die Formfunktion kann als eine Art inverser Wirkungsgrad interpretiert werden.

Anwendung

In der praktischen Anwendung von Prozessen der bildsamen Formgebung wird der Formänderungswiderstand zur Berechnung der benötigten Umformkräfte verwendet. Das Verständnis der Zusammenhänge lässt sich auch bei der messtechnischen Bestimmung von Werkstoffeigenschaften nutzen: bei bekanntem q_f wird die Werkstoffeigenschaft

${\displaystyle \Leftrightarrow k_{f}={\frac {k_{W}}{q_{f}}}}$

mit gemessener Kraft F und Fläche A ermittelt.

Beim Zugversuch, Flachstauchversuch und Zylinderstauchversuch nutzt man die näherungsweise Konstanz

${\displaystyle q_{f}\approx 1}$

zur einfachen Bestimmung der Fließspannung oder eines Spannungs-Dehnungs-Diagramms aus.

Siehe auch

• Duktilität
• Umformbarkeit

Fußnoten

1. ↑ Der Schmied am Amboß: Ein praktisches Lehrbuch für alle Schmiede und Schlosser

Literatur

• Kurt Lange: Umformtechnik Grundlagen. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York 2002, ISBN 3-540-43686-3. 
• Heinz Tschätsch, Jochen Dietrich: Praxis der Umformtechnik. Arbeitsverfahren – Maschinen – Werkzeuge, 9. Auflage, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8348-0324-5.
• Franz Sauerwald: Lehrbuch der Metallkunde des Eisens und der Nichteisenmetalle. Verlag von Julius Springer, Berlin 1929.

Weblinks

• Begriffe und Kenngrößen der Umformtechnik (abgerufen am 6. Januar 2020)
• Entwicklung von Prüfverfahren zur Bestimmung von Umformbarkeit und Fließspannung von Werkstoffen auf der Basis intermetallischer Verbindungen (abgerufen am 6. Januar 2020)
• Druckfestigkeit (abgerufen am 6. Januar 2020)
• Dichtungen (abgerufen am 6. Januar 2020)
• Der Einfluß der Walzbedingungen beim Kaltwalzen von Bandstahl (abgerufen am 6. Januar 2020)