Methode zur effizienten Simulation des Spaltprofilierprozesses
Felix Rullmann
In der vorliegenden Arbeit wird die Prozesskette aus den einzelnen Prozessen Spaltprofilieren, Rollprofilieren und Innenhochdruckumformen numerisch untersucht und mit den experimentell ermittelten Ergebnissen verglichen.
Im Fokus steht dabei die Abbildung des Spaltprofilierverfahrens und der Aufbau einer durchgängigen Prozesskette. Die Prozesse Rollprofilieren und Innenhochdruckumformen sind bereits industriell etabliert und die numerische Abbildung wird beherrscht.
Mit konventionellen FEM-Softwarepaketen lässt sich das Spaltprofilieren nicht bzw. nur sehr eingeschränkt abbilden. Für die effiziente Abbildung des Prozesses ist die Cut-Expand-Methode (CEM) neu entwickelt worden. Sie ermöglicht es, den Prozess mit großen Spalttiefen bei gleichzeitiger Kontrolle der Elementanzahl und Eliminierung von stabilitätsgefährdenden Längsdehnungen zu analysieren. Die entwickelte CEM greift nicht direkt in den Simulationsablauf ein, sondern erstellt aus einer vorliegenden Ergebnisdatei, eine neue modifizierte Ergebnisdatei, welche für die nachfolgenden Prozesse als Eingangsdatensatz verwendet werden kann.
Die Methode ist für die durchgängige Prozesskettensimulation ein sehr mächtiges Werkzeug, da mit ihr fast alle Möglichkeiten der Netz- und Bauteilgestaltung für nachfolgende Prozesse umgesetzt werden können, was die einzelnen Simulationen sehr effizient macht.
Mit der CEM werden numerische Untersuchungen des Spaltprofilierprozesses durchgeführt und Einflussparameter detektiert. Eine geeignete Parameterwahl ermöglicht die realitätsnahe und validierte Abbildung des Prozesses und des Bauteils. Mit den vorliegenden Ergebnissen wird die Rollprofiliersimulation und im Anschluss daran die Innenhochdrucksimulation durchgeführt.
