Mechanisches Ermüdungsverhalten von Elektroblechen

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Gottwalt-Baruth, Albin:
Mechanisches Ermüdungsverhalten von Elektroblechen.
Bayreuth , 2024 . - II, 123 p.
ISBN 978-3-8440-9412-1
( Doctoral thesis, 2023 , Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften)
DOI: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00007772

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Diese Arbeit behandelt die experimentelle Untersuchung von Einflussgrößen auf die mechanischen Eigenschaften der Elektrobleche sowie den Übertrag auf das Ermüdungsverhalten und die Quantifizierung der Schwingfestigkeit. Dazu erfolgen mikrostrukturelle Analysen sowie Ermüdungsexperimente unter der Variation der Betriebsbedingungen (z. B. Temperatur und Dehnrate), den Bearbeitungszuständen (z. B. Erodieren und Scherschneiden) und den Materialeigenschaften (z. B. Korngröße und Textur).
Zusätzlich werden die jeweiligen Ermüdungseigenschaften sowie die dominierenden Versagensmechanismen charakterisiert. Neben der Untersuchung von den grundlegenden wissenschaftlichen Zusammenhängen liegt in Anbetracht der Großserienfertigung ein weiterer Schwerpunkt auf dem Vergleich von unterschiedlichen Scherschneideparametern. Zusätzlich werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie jene durch den konturgebenden Herstellungsschritt induzierte Materialschädigungen reduziert werden können. Eine an das Scherschneiden anschließende Wärmebehandlung bewirkt eine Verbesserung der Schwingfestigkeit und stellt insbesondere als nachgelagerter Glühvorgang von einer feinkörnigen Blechgüte eine hervorzuhebende Prozessroute mit Optimierungspotenzial für künftige Elektromotoren heraus.

Abstract in another language

This thesis investigates the experimental study of influencing factors on the mechanical properties and fatigue behavior of electrical steel sheets. For this purpose, microstructural analysis and fatigue testing are carried out for different parameters such as operating conditions (e.g. temperature and strain rate), machining conditions (e.g. erosion and shear cutting), and material properties (e.g. grain size and texture).
In addition, the corresponding fatigue properties and the dominant failure mechanisms are characterized. In addition to investigating the fundamental scientific correlations, a main focus is the comparison of different shear-cutting parameters in consideration of large-scale series production. In addition, possibilities are shown on how material damage induced by the contouring manufacturing step can be reduced. Subsequent heat treatment after shear cutting improves the fatigue strength. In particular, as a downstream annealing process of an initially fine-grained sheet quality, it represents a process route with optimization potential for future electric motors.