Analyse und Optimierung des Ringwalzprozesses mit Hilfe der Methode der finiten Elemente

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Im Verlauf des bisherigen Forschungsvorhabens wurde die numerische Simulation (FEM) des Ringwalzens mit Hilfe der Methode der adaptiven Netzgenerierung realisiert. Mit dieser Methode wird automatisch ein Rechennetz erzeugt, welches in den Umformzonen fein diskretisiert und in den Bereichen dazwischen grob diskretisiert ist. Dadurch kann die Knotenanzahl gesenkt und die Rechenzeit verkürzt werden. Voraussetzung ist ein zweites, fein vernetztes Werkstück, welches die Geometrieinformationen speichert. Im folgenden Antragszeitraum sollen die entwickelten Programmodule weiter optimiert und dahingehend erweitert werden, daß nicht ausschließlich Rechteckprofile, sondern verschiedenartigste Ringprofile simuliert werden können. Ziel ist die Analyse und die Optimierung des Profilringwalzprozesses. Die Simulation des Profilringwalzprozesses stellt deutlich höhere Anforderungen an das gesamte FE-System, so daß die im ersten Zeitraum entwickelten Programmodule zu modifizieren bzw. neue Unterprogramme zu entwerfen sind. Die Modifizierung eines am IBF entwickelten 3D-Netzgenerators (Hexaeder) auf Ringe sowie der Einbau der Programmodule in ein explizites FE-System sollen zeigen, ob sich die Rechenzeit weiter verringern läßt. Die Simulationen werden mit experimentellen Untersuchungen auf zwei Ringwalzwerken (Modellwalzwerk & Originalwalzwerk) verifiziert. Am Ende sollte ein Simulationswerkzeug stehen, das dem Anwender die Berechnung sämtlicher Ringprofile in einer akzeptablen Rechenzeit ermöglicht, um so den Umformprozeß nach verschiedenen Kriterien zu optimieren.