Vorstellung des am Institute of Physical and Chemical Research RIKEN, Saitama, J, entwickelten Finite-Elemente-Programms ITAS-3D zur dreidimensionalen Simulation und Analyse komplexer Blechumformungen (statisches semi-implizites Verfahren). Theoretische Grundlage von ITAS-3D: Prinzip des virtuellen Umformgeschwindigkeitsfeldes, Grundgleichung des elastisch-plastischen Finite-Elemente-Modells unter Verwendung degenerierter Schalenelemente und Vollkörperelemente (Kontinuumelemente) mit einer Verformungsfelddefinition durch die unabhängigen Variablen Verschiebung und Rotation der mittigen Oberflächenknoten (vierseitige Elemente mit vier Knoten und bilinearen Gestaltfunktionen). Mathematisches Modell der Geschwindigkeitsfeldkomponenten, des Geschwindigkeitsgradienten und der Elementsteifigkeitsmatrix (ASF-Elemente nach Dvorkin und Bathe). Erläuterung der zur Überwindung von durch nichtlineare Kontaktphänomene verursachten Konvergenzproblemen angewandten Finite-Elemente-Verfahrensalgorithmen der Kontaktermittlung zwischen Blech und Werkzeug und Bestimmung der Zeitschrittgröße der inkrementellen Simulation (maximaler Zeitschritt ohne Veränderung der Grenzbedingungen). Integration der Reibungsbedingungen in das mathematische Kontaktmodell Blech/Werkzeug mit elastischem und plastischem Teilmodell sowie Simulation der Rückfederung im äquivalenten Reaktionskraftmodell. Beispiele der Anwendung von ITAS-3D zur Vorhersage von Umformfehlern einer Karosserierahmenkonstruktion für Lkws, von Faltenbildung im Flansch einer Motorhaube aufgrund von Fehlkonstruktionen der Niederhalterfläche eines Stanzwerkzeugs und von Biegefehlern in Hauben von Kofferräumen. Entwicklungsstand eines benutzerfreundlichen rechnergestützten Systems zur Planung von Stanzwerkzeugen (CAE-System) ohne Voraussetzung von Kenntnissen des zugrundegelegten Finite-Elemente-Verfahrens.
Process simulation in sheet metal forming
Verfahrenssimulation in der Blechumformung
Journal of Materials Processing Technology ; 46 , 3-4 ; 291-307
1994
17 Seiten, 12 Bilder, 14 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Blechumformen , Karosserie , Finite-Elemente-Methode , Rechnerprogramm , Modellsimulation , mathematisches Modell , Umformgeschwindigkeit , Steifigkeit , Reibung , Kontakt (Reibung) , Konvergenz , elastische Verformung , Fehlermöglichkeitsanalyse , Biegeumformen , Stanzwerkzeug , Werkzeugbau , rechnerunterstützter Produktentwurf , Faltenbildung (Blech)
Sheet metal forming simulation system for optimum press-forming process
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|Unstable phenomena in sheet metal forming process and their simulation
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