Modellierung von Größeneinflüssen bei Massivumformprozessen

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Aufgrund der hohen Werkzeugkosten werden bei der Auslegung von Schmiedeprozessen häufig Modellversuche mit reduziertem Maßstab durchgeführt. Mit Hilfe der Ähnlichkeitstheorie werden die für das Realteil zu erwartenden Prozeßgrößen dann aus den am Modell gemessenen Werten berechnet. Um die Anzahl der Versuche möglichst gering zu halten und damit die Kosten zu reduzieren, werden in der Industrie FEM-Programme bei der Auslegung und Optimierung eingesetzt. Diese können allerdings aufgrund der ihnen vorgegebenen größenunabhängigen Werkstoffkennwerte und Prozeßparameter keine Größeneffekte berücksichtigen. Ziel des beantragten Projektes ist die Identifikation von Größeneinflüssen beim Schmieden mit Hilfe numerischer und experimenteller Untersuchungen. Auf der Basis von skalierten Zylinder- und Ringstauchversuchen werden die simulationsrelevanten Kennwerte wie z.B. Fließkurven auf Größeneinflüsse untersucht und Gesetzmäßigkeiten abgeleitet. Weiterhin wird ein größenabhängiges Reibmodell mit Hilfe der Numerischen Identifikation entwickelt. Die resultierenden größenabhängigen Ergebnisse werden in die Simulation eines komplexen Bauteils implementiert, und Berechnungen für verschiedene Geometrievolumina durchgeführt. Zur Verifizierung der Ergebnisse dienen parallel Schmiedeversuche. Die Ergebnisse lassen erwarten, daß auf der Basis des in diesem Vorhaben entwickelten Simulationsmodells die Auslegung von Schmiedewerkzeugen deutlich erleichtert wird.