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Ortsabhängige Modellierung der Reibung in Abhängigkeit von Gleitweg und Kontaktdruck in der Massivumformung (Ortsabhängige Reibung)

Status laufend
Ziele

1. Einsparung von Personal- sowie Hard- und Softwarekapazitäten durch Erweiterung der FE-Anwendung
Da bei der Verwendung von konventionellen Reibmodellen mit einem globalen Reibwert keine über den gesamten Umformprozess vollumfängliche Vorhersagegüte im Hinblick auf die Aspekte „Bauteilqualität“ oder „Presskraftbedarf“ erreicht werden kann, ist hierfür bisher eine aufwändige „Workaround“ Lösung erforderlich. Dabei wird der zu untersuchende Prozess parallel mit unterschiedlichen Reibungsparametern berechnet, sodass im Anschluss manuell Partialgebiete identifiziert werden können, die eine hohe Abbildungsgüte für den jeweiligen Prozessaspekt aufweisen. Dieses Verfahren erfordert einen hohen Erfahrungsgrad des FE-Anwenders und ist darüber hinaus als sehr zeitintensiv zu bewerten. Durch Einsatz einer Methode, mit der sich der Reibwert in Abhängigkeit von lokalen Prozessgrößen wie dem Gleitweg oder Kontaktdruck dynamisch abbilden lässt, ergeben sich freiwerdende Personal- sowie Hard- und Softwarekapazitäten. Unternehmen sind dadurch ferner in der Lage, neue Prozesse schneller zu entwickeln, da zeit- und kostenintensive Erprobungsversuche zur Absicherung reduziert und das Vertrauen in die FE-Simulation gesteigert werden können.
2. Untersuchung der Einflussgrößen auf die Reibwertabbildung
Zum Erreichen des wirtschaftlichen Primärzieles ist ein grundlegendes Verständnis von den lokal wirkenden Prozessgrößen (z.B. Gleitweg und Kontaktdruck) und ihren Einflüssen auf den Reibwert und mögliche Schmierfilmabrisse erforderlich.
3. Implementierung einer Programmerweiterung für FE-Anwendungen zur lokalen Reibwerteinstellung und Vorhersage von Schmierfilmabrissen
Damit die Erkenntnisse aus dem 2. Projektziel im Rahmen einer FE-Simulation berücksichtigt werden können, ist eine Implementierung der Reibungsdatenfelder mittels User-Subroutinen in die jeweilige FE-Anwendung erforderlich. Das Vorgehen dazu sowie Voraussetzungen und Hinweise sollen im zugehörigen Implementierungsleitfaden beschrieben werden, der im Laufe des Projektes angefertigt wird.
Hauptaufgabe der Programmerweiterung ist die lokale Auswertung der Prozessgrößen (z.B. Gleitweg und Kontaktdruck) an jedem Berechnungsknoten zur genauen Anpassung des Reibwertes.
4. Entwicklung einer universellen Charaktersierungsmethode und eines Auswertungstools zur Anwendung in der Industrie
Zur einfachen Verbreitung der neu zu entwickeln Charakterisierungsmethode in der industriellen Anwendung, soll ein im Rahmen des Projektes zu erstellendes Auswertetool genutzt werden. Dieses ermöglicht die einfache bzw. teilautomatisierte Auswertung der notwendigen experimentellen Charakterisierungsversuche für eine direkte Einbindung der Daten in die unter Punkt 3 entwickelte User Routine.


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