Die Simulation ist ein wichtiges Bindeglied zwischen den unterschiedlichen Phasen einer Entwicklung. Beginnend mit frühen, virtuellen Phasen wird sie auch während der Produktionsphase und der abschließenden Testphase zur Diagnostik und Lösung von Problemen der Bauteile eingesetzt. Zur Simulation des Strukturverhaltens werden neben der Konstruktion auch der Werkstoff, aus dem das Bauteil später produziert werden soll, und dessen mechanische Eigenschaften benötigt. Die Aussagefähigkeit der Simulation steigt mit der Güte der Materialbeschreibung. Die Auslegung und Struktursimulation druckgegossener Bauteile basieren zumeist auf Werkstoffdaten, die anhand separat gegossener Rundzugproben ermittelt werden. Druckgussbauteile unterscheiden sich jedoch prozessbedingt in ihren mechanischen Eigenschaften von denen separat gegossener Proben. Ein Grund hierfür ist, dass lokal unterschiedliche Gießbedingungen in Bauteilen mit komplexer Geometrie zu unterschiedlichen Gefüge-Morphologien und Fehlerausbildungen führen können. So variieren die Eigenschaften, z.B. je nach Bauteildicke, Abstand vom Angusssystem und zwischen Gusshaut und Gusskern. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Takata-Petri und Calcom ESI einen Weg gefunden haben, Gießsimulation und Struktursimulation zu koppeln. Hierdurch wird der Einfluss der Gussqualität des Druckgussteiles einer Mg-Legierung (Gasporosität, Lunkerung, Schichtung) auf die Bauteilfestigkeit abgebildet. Die Integration dieser Methode in den Entwicklungsprozess wird beschrieben und die daraus resultierenden Verbesserungen aufgezeigt. Die Ergebnisse von Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen der Morphologie des Gusswerkstoffes eines Lenkradskelettes und dessen physikalischer Material- und Bauteileigenschaften dienen zur Bestätigung der Methode.
Simulation is an important integrator between the different phases during development. It is used in the early, purely virtual development phase as well as in later production and final test phases, respectively, to analyse and solve issues of the components. To simulate the structural behaviour one needs besides the design also the material properties of the component. The quality of the simulation is improved by an improved characterisation of the material. Dimensioning and structure simulation of die cast components are usually based on material properties that were derived from separately cast specimens. Actually, due to the process parameters the properties of die cast components could differ from those of specimens. One reason is that die casting conditions may vary locally leading to different morphological characteristics, defect size and defect type in complex components. The properties could vary depending on thickness, distance to injection location, and between casting surface and centre of respective cross section. It is depicted in this paper that Takata-Petri and Calcom ESI found a way to couple die casting simulation and structural simulation. By doing so, the influence of the die Magnesium alloy castings quality (gaseous entrapments, shrinkage cavities, layering) on the component strength is considered. The integration of this method into the development process is described and the resulting improvements are explained. The results of the investigations about the interaction of the morphological characteristics of the cast material of a steering wheel and its material and component properties are used to confirm the method.
Kopplung von Guss- und Struktursimulation und Integration in den Entwicklungsprozess zur verbesserten Bewertung der Bauteileigenschaften
Coupling of casting and structure simulation and integration into the development process to improve the prediction of component performance
2008
26 Seiten, 24 Bilder, 4 Tabellen, 3 Quellen
Conference paper
German
Struktursimulation : Hilfsmittel zur Prognoserechnung
TIBKAT | 1988
|Automotive engineering | 2004
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