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Elastisch-plastischeWerkzeugananlysebeiderSimulationvonKalt-undWarmumformprozessen11.RoundTableBamberg14.Oktober2009Dr.HendrikSchafstallsimufactengineeringGmbHSimufact.forming9.0EinführungDieAuslegungenvonMassivumformprozessenerfordertzunehmendauchdieBetrachtungderBelastungenderWerkzeuge.ErsteInformationenkönnenbereitsausder“Stoffflusssimulation”gewonnenwerden,derAnwendermussdannentscheidenobeineerweiterteSimufact.formingBetrachtungderWerkzeugeerforderlichist.GgfmüssendieWerkzeugegeteiltunddieArmierungoptimiertwerden.DaskritischeBelastungskollektivmussnichtzwangsweiseamEndederUmformungvorherrschen,sodasseinekontinuierlicheBetrachtungdesgesamtenProzesseserforderlichseinkann.Simufact.forming9.0VorgehensweiseDiebeschriebeneVorgehensweiseunddieAnwendunggiltgleichermassenfürFVundFEbasierteUmformsimulationenab9.0!AnalysederProzessstufemitstarrenWerkzeugenFormfüllungsverhalten,zufrühzeitigesAusfüllenvomWerkzeugzuvielMaterialverdrängungVerschleissSimufact.formingVerschleissInnendruckInnendruckverteilungGradientensindgefährlichZug-DruckübergängeSimufact.forming9.0AuswertungImFolgendenwirddasGrundprinzipanhandeineseinfachenProzessesdagestelltundeinigeTippsgegeben,diebeachtetwerdensollten•WennErgebnisseamWerkzeug(zunächststarresWerkzeug)ausgewertetwerdensollen,müssengenügendStützstellenzurErgebnissausgabevorhandensein=geeigneteVernetzungSimufact.formingSimufact.forming9.0VernetzungvonGeometrienEineMöglichkeitistdieeingelesenenGeometriennachträglichzuvernetzenBeiungünstigenSTL-Facetten(wiehier)mussdazudieCoon-Projektionausgeschaltetsein(istdefault),danichtgenügendStützwertefüreineApproximationzurVerfügungstehen.Simufact.formingzurVerfügungstehen.Simufact.forming9.0VernetzungvonGeometrienEine2.Möglichkeitbestehtdarin,dieDiskretisierungüberdenCAD-importzurealisierenSimufact.formingSimufact.forming9.0EinflussderVernetzungImFolgendenistderVerschleissbeiderGrundvernetzungundNeuvernetzunggegenübergestelltam“Rigid-Body”.DasWerkstückmusszudemauchfeingenugabgebildetseinSimufact.formingSimufact.forming9.0VerschleißDieVerschleißparameterwerdenimReibmenümitdefiniert,dadiesdenZustandzwischenWerkstückundWerkzeugbeschreibtVerschleißkoeffizient(auchalsFunktionderTemperatur)FestigkeitdesWerkzeugmaterials(auchalsFunktionderTemperatur)Simufact.formingDieAktivierungerfolgtimFormingmenüSimufact.forming9.0ErgebnissgrößenErgebnissgrößenzurAbleitungderWerkzeugbelastungSimufact.formingSimufact.forming9.0ErgebnisseanWZEinigeErgebnissgrößenwerdenauchandenWerkzeugenabgespeichert,dieAuflösunghängtvonderDiskretisierungundderWerkstückoberflächenfeinheitabSimufact.formingSimufact.forming9.0WerkzeuganalyseDieReihenfolgederVorspannungunddasÜbermaßbestimmendieGesamtvorspannungeinerArmierungEskönnenjetztbiszu3Vorspannungslastfälleberechnetwerden,bevordieLastkollektiveausderUmformanalyseaufgebrachtwerdenFürjededieserLastfällekanneineeigeneKontakttabelledefiniertwerden.Simufact.formingDerInnendruckunddieReibspannungkannskaliertwerden(höhereFestigkeitdesWerkstücks,schlechtereSchmierungSimufact.forming9.0WerkzeuganalyseAufgrundderBelastung(undErfahrung)mussentschiedenwerden,obweitergehendeWerkzeuguntersuchungebnerforderlichsind.DazuwirdderProzessumkopiertundderProzesstyp“Werkzeuganalyse/Armierung”gewählt.HierkönnenArmierungsberechnungendurchgeführtodervorgeschaltetwerdenWerkzeuganalysendurchgeführtwerden,gekoppeltoderentkoppeltSimufact.formingZunächstwirdaufdieArmierungsberechnungweitereingegangenSimufact.forming9.0VorspannungsberechnungZurVorgabederVorspannungstehteineneueFunktionzurVerfügung:“interferenceclosure”ImSolverwirdautomatischderKontaktbereichbenachbarterWerkzeugflächenidentifiziertunddasvorgegebeneÜbermassberechnet.DasÜbermasswirdalsSpaltmaß=negativeToleranzdargestelltDadurchkanndurcheinEintraginderKontakttabelledieVorspannungoptimiertwerden.Diesistauchfürkomplizierte3DStrukturenanwendbar.Simufact.formingDiesistauchfürkomplizierte3DStrukturenanwendbar.DiesgewährleisteteinenoptimalenKontaktbereichinterferenceclosureSimufact.forming9.0InterferenceclosureDerWertfürdasÜbermasswirdfürjedeKontaktkörperpaarunginderKontakttabellegesetzt:Simufact.formingSimufact.forming9.0InterferenceclosureVorspannungin3SchrittenSimufact.formingSimufact.forming9.0InterferenceclosureVorspannungin3DSimufact.formingSimufact.forming9.0InterferenceclosureVorspannungin3Schritten(innennachaussen)Simufact.formingVorspannungalleaufeinmalSimufact.forming9.0VernetzungderWerkzeugeBeiderVernetzungvondeformierbarenWerkzeugenistdaraufzuachten,dassderErstkontaktkörperimmereinfeineresNetzhatfeingrobSimufact.formingSimufact.forming9.0WerkzeugmaterialBeiderWerkzeuganalyseistdasElastizitätsmodulderbestimmendeMaterialparameter.DieFließgrenzewirdausnumerischenGründenaufeinensehrhohenWertgesetzt.DieseMaterialiensindinderMaterialdatenbankunterToolSteelabgespeichert.BeieigenendefiniertenMaterialdatenistdaraufzuachten,dassdieAnfangsfließspannungsehrhochgesetztwird(100.000N/mm2)=elastischesVerhaltenSimufact.formingSimufact.forming9.0WerkzeuganalyseEineW
本文标题:2009.6_Elastic_Plastic_Die_Stress_Simulation_Durin
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