Ученые из Института механики материалов им. Фраунгофера IWM в сотрудничестве с Научно-исследовательским институтом драгоценных металлов и химии металлов разработали новую модель материала для моделирования процессов и компонентов для медной промышленности. Команда получила Приз за инновации 2015 от Немецкого института меди DKI.
Премия, которая присуждается ежегодно за выдающиеся исследования в области меди и медных сплавов, была вручена доктору на 12-м симпозиуме по меди в Берлине. Матиас Вебер, доктор Йоханнес Пройсснер и доктор Дирк Хельм из Фраунгофера IWM и Мириам Эйзенбарт, Карин Пфеффер и д-р Ульрих Клоц из научно-исследовательского института фем.
Требования к медным компонентам растут
Увеличение количества электроприводов и электроники в автомобильном секторе приводит к увеличению числа установленных разъемов в самых разных конструкциях, которые становятся все меньше. В то же время возрастают требования к надежности и сроку службы этих медных компонентов, в результате чего время разработки должно быть все короче и короче. Новые проблемы для разработчиков возникают из-за более высоких рабочих температур, требуемой грузоподъемности и механических нагрузок. Вот почему автоматизированное проектирование и оптимизация медных компонентов быстро приобретает экономическое значение.
Проверенный подход, новый в медной промышленности
«Сейчас мы предоставляем модель материала, которую можно использовать для более точного прогнозирования сложного поведения компонентов меди», - объясняет доктор. Матиас Вебер из Fraunhofer IWM - результат проекта. «Главное было описать релаксационное поведение как можно точнее - это зависит от того, как компонент ведет себя как функция времени и температуры». При использовании усилие зажима разъема уменьшается, а вместе с ним токопроводимость до предела который электрическое сопротивление становится слишком большим, и компонент должен быть заменен. Чем меньше компонент, тем быстрее достигается этот предел. Производители компонентов из закаленной в осадок меди теперь могут использовать новое моделирование с менее дорогостоящим и трудоемким анализом проб и ошибок, чтобы более точно прогнозировать долговременное поведение используемых компонентов. Таким образом, можно лучше оценить изменение функциональности во время использования и иметь возможность оптимально проектировать компоненты. Кроме того, имитационная модель доступна для интеграции в программы конечных элементов, с помощью которых можно описать поведение осаждения соответствующего сплава и, таким образом, на механические свойства получающегося компонента можно положительно влиять в процессе производства. Таким образом, можно оптимизировать процессы формования уже во время производства компонентов,например, обжатие электрических контактов или компенсация пружинения при изгибе.
Более точные данные о материалах для медных компонентов любой формы
Для этой цели научная группа охарактеризовала сплавы CuNiSi, упрочненные с помощью осадков, с помощью испытаний на растяжение и релаксацию, разработала подходящую модель материала на основе механизма и правильно рассчитала, например, состояние соединителей ниже 150 ° C через 24 часа. Таким образом, зависящий от температуры и времени ход силы зажима и предел текучести пластика медного компонента произвольной формы можно прогнозировать с новым, более высоким качеством результатов. (Ш)