Im Bereich der Umformtechnik leisten Simulationsmodelle in allen Phasen der Lebenszyklen von Werkzeug und Maschine Unterstützung beispielsweise bei der Auslegung von Bauteilen und Baugruppen, der Bewertung des Maschinenverhaltens oder von Prozessergebnissen oder auch zur Bestimmung von Prozess- und Antriebsparametern. Dennoch kommen heute bei der Simulation des Umformprozesses Methoden zur Berücksichtigung des ganzheitlichen Systemverhaltens nur unzureichend zur Anwendung, wodurch die Auswirkungen der Interaktion zwischen Prozess und Maschine bei der Optimierung von Systemen, Komponenten und Stellgrößen noch immer weitgehend vernachlässigt werden.
Die vorliegende Arbeit widmet sich der Erweiterung der Methoden der Systemsimulation, um fehlerhaften Vorhersagen bei der Auslegung, Entwicklung und dem Betrieb von Maschinen und Werkzeugen der Blechumformung entgegenzuwirken. Am Beispiel einer hydraulischen Presse werden Möglichkeiten zur prozessbezogenen energetischen Optimierung von Antriebssystemen durch die Integration von messdatenbasierten Verlustmodellen im Maschinenmodell und zur Bestimmung von Ziehkissenkraftsollwerten anhand einer gekoppelten Simulation von Maschine und Prozess entwickelt.
Aktualisiert: 2022-09-29
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Während des Tief- und Streckziehens treten besonders bei großen Prozess- und Niederhalterkräften und exzentrischen Lasten vielfältige Wechselwirkungen zwischen Werkstück, Werkzeug und Maschine auf, welche eine gezielte Beeinflussung des Tiefziehprozesses erschweren.
Die vorgestellte Co-Simulation verknüpft die Kommunikation zwischen der Simulation des Umformprozesses (Finite-Elemente-Methode) und des Maschinenverhaltens (digitale Blocksimulation) zu einem Gesamtsystemmodell von Maschine, Werkzeug und Prozess.
Mit den erarbeiteten Methoden und Modellierungsansätzen zur Co- Simulation ist die virtuelle Prognose der Ziehkissen-Sollkräfte sowohl bei großen Kräften als auch bei hohen Stößelgeschwindigkeiten möglich.
Zudem bildet das Gesamtsystemmodell den Einfluss werkzeugspezifisch optimierter Reglerparameter auf die Maschinengenauigkeit und damit das Umformergebnis ab.
Aktualisiert: 2019-10-09
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