Erhöhung der Berechnungsgenauigkeit von Gesenkschmiedeprozessen durch eine geeignete Reibmodellierung
Bernd-Arno Behrens, Jens Mielke
Die Reibung in der Kontaktfläche vom Werkstück zum Werkzeug hat einen wesentlichen Einfluss auf den gesamten Umformprozess. Daher ist die Beschreibung dieser Randbedingung in der FE-Simulation entscheidend für die Anwendbarkeit der Simulationsergebnisse in der Praxis. Der Reibeinfluss auf das Simulationsergebnis wird zunächst für unterschiedliche charakteristische Verfahren der Warmmassivumformung mittels einer Sensitivitätsanalyse veranschaulicht. Hierzu werden ausgewählte Prozesse – einerseits Modellprozesse, andererseits industrielle Praxisprozesse – unter Verwendung verschiedener Reibmodelle numerisch mittels FEM berechnet und die Berechnungsergebnisse vergleichend dargestellt. Im Anschluss wird eine innovative Reibmodellierung unter Einbeziehung relevanter Parameter hergeleitet. Zur Modellvalidierung erforderliche experimentelle Untersuchungen werden durchgeführt und ermittelte Kennwerte dargestellt. Der Einfluss des entwickelten Reibmodells spiegelt sich in einer deutlich verbesserten Vorhersage der Umformkraft sowie des Stoffflusses und der damit verbundenen Bauteilendgeometrie verschiedener Prozesstypen unter Nutzung kommerzieller FE-Programmsysteme wider.
