Numerische Analyse und effiziente Implementierung komplexer FE-Modelle maschineller Fertigungsprozesse am Beispiel des Tiefbohrens

• Antragsteller: Professor Dr. Heribert Blum
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 178926924

Die Modellierung maschineller Fertigungsprozesse führt in der Regel auf komplexe nichtlineare Problemformulierungen, die auch den Kontakt zwischen mehreren Körpern und die Kopplung verschiedener physikalischer Größen, z.B. Temperatur und Deformation, einschließen. Ihre Diskretisierung mittels der FEM führt dabei auf große und schwierig zu lösende diskrete Probleme. Um trotzdem Simulationen in akzeptabler Rechenzeit und mit hinreichender Genauigkeit durchführen zu können, werden verschiedene Techniken angewandt, die einerseits die Komplexität der diskreten Probleme und andererseits die zur Lösung benötigte Rechenzeit reduzieren. Im Rahmen des vortiegenden Forschungsvorhabens werden anhand eines konkreten Fertigungsprozesses, dem Tiefbohrprozess, Netz-, Ansatzraum- und/oder modelladaptive Techniken betrachtet. Darüber hinaus stehen auch die Entwicklung angepasster Mehrgitterverfahren und ihre effiziente Implementierung im Fokus. Der erste Schritt der Untersuchungen besteht in dem Aufbau der Simulation und in der Analyse ihrer Schwachstellen. Dabei ist die angemessene Diskretisierung der auftretenden Zwei-Körper-Kontaktprobleme unter Berücksichtigung der Reibung, Temperatur und Spanbildung wesentlich. Danach erfolgt dann die angepasste Anwendung der oben genannten Techniken.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1480: Modellierung, Simulation und Kompensation von thermischen Bearbeitungseinflüssen für komplexe Zerspanprozesse
• Beteiligte Personen: Professor Dr.-Ing. Dirk Biermann; Professor Dr. Andreas Rademacher, Ph.D.; Professor Dr. Franz-Theo Suttmeier