Methodik zur Beschreibung der Spannungsentwicklung beim inkrementellen thermischen Biegen und deren Integration in ein optimiertes FEM-Modell

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Vollertsen
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 166564907

Das thermische inkrementelle Biegen mittels Plasma- oder Laserstrahl ist ein flexibles Verfahren zur Umformung einfacher Biegeteile und komplexer Geometrien durch thermische Spannungen. Als effiziente Methode zur Prozessplanung ist innerhalb des Projekts SPP1146: VO 530/8 eine dekompositive Simulationsstrategie mittels der Finite-Elemente- Methode geschaffen worden. Deren Genauigkeit hängt insbesondere für viele Bestrahlvorgänge stark von der Güte der Modellierung inkrementeller Spannungsausbildung an Randbereichen unterteilter Blechpartitionen. Aktuelle Ergebnisse zeigen auf, dass die inkrementelle Spannungsentwicklung von der Lage im Werkstück abhängt und sich durch Einführung von Ähnlichkeitsklassen mit charakteristischer Spannungsausbildung Regionen mit gleichem inkrementellem Verhalten im Bauteil identifizieren lassen. Durch eine Berücksichtigung dieser Regionen mit ähnlicher inkrementeller Spannungsausbildung lässt sich eine lokal angepasste Modellierung der inkrementellen Spannungsausbildung in den Randbereichen entwickeln, welche gegenüber der derzeitigen Methode ein großes Verbesserungspotential bezüglich der Simulationsgenauigkeit darstellt. Daher ist es das Ziel dieses Forschungsvorhabens, ein grundlegendes Verständnis für die lokal unterschiedliche inkrementelle Spannungsausbildung aufzubauen und diese physikalisch zu modellieren. Ein so gewonnenes Modell soll dann sowohl zur Optimierung der Simulation thermischer inkrementeller Umformprozesse angewandt werden als auch auf nicht-thermische zyklische Umformprozesse übertragen werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen