Vergleichende Untersuchungen zur numerischen Simulation des Tiefziehens nichtrotationssymmetrischer Teile
Verfasser:
Wolfgang Voelkner, Roland Hennig, Volker Ulbricht, Jörg Brummund, Eckehard Kullig, Institut für Produktionstechnik, Technische Universität Dresden
ISBN 978-3-86776-226-7 - 116 Seiten, 76,00 €
Zusammenfassung
EFB/AiF-Forschungsvorhaben 9640B
Für das Versuchsprogramm wurde ein Modellwerkzeug mit leicht wechselbaren Aktivteilen für verschiedene Geometrieformen zur Untersuchung typischer Versagensfälle im Bereich wannen- und muldenförmiger Teile konzipiert und gebaut. Es erfolgte eine Auswahl derzeit interessanter Werkstoffe für den Karosserie- und Behälterbau, deren Fließkurven, Grenzformänderungskurven und weitere relevante Werkstoffparameter wie r- und n-Wert ermittelt und durch mathematische Approximation als Werkstoffdatei für das Programm bereitgestellt wurden.
In mehreren Versuchreihen wurden Einflüsse der Geometrieformen, der Werkstoffeigenschaften und der Randbedingungen auf das Ziehergebnis bestimmt, Kraft- und Deformationsverläufe ermittelt und berechnete Zuschnittkonturen in verschiedenen Ziehtiefen an unterschiedlichen Geometrieformen überprüft. Experimentell wurden deutliche Einflüsse der Geometrieformen und des Verfestigungsverhaltens der Werkstoffe auf das Ziehergebnis und das Auftreten von Versagensfällen nachgewiesen.
Die Simulationsergebnisse spiegeln den prinzipiellen Verlauf der ermittelten Deformationen, insbesondere der Blechdickenänderungen und kritischer Bereiche, richtig wider, ohne jedoch deren absolute Größe und damit die Grenze zu den auftretenden Versagensfällen anhand der Grenzformänderungskurve exakt bestimmen zu können. Auch die Werkstoffunterschiede fielen in der Rechnung geringer aus, als sie experimentell nachgewiesen wurden. Bei den untersuchten Praxisteilen waren kritische Bereiche sowohl hinsichtlich Faltenbildung als auch Reißern schnell erkennbar, ohne jedoch die Größe der Deformationen und deren Abstand zur Grenzkurve exakt bestimmen zu können.
Zur weiteren Annäherung an die Praxisbedingungen wurde eine neue Programmversion erarbeitet, die eine schrittweise Berechnung des Umformprozesses gestattet und damit den Prozesscharakter des Tiefziehens besser nachbilden kann. Damit konnten bereits wesentlich bessere Ergebnisse sowohl hinsichtlich der errechneten Deformationen als auch der Werkstoffunterschiede erreicht werden, wodurch eine Optimierung der Bauteile hinsichtlich ihrer Umformbarkeit bereits während der Konstruktionsphase möglich ist.
