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Optimierte Berechnung der abgewickelten Länge beim Biegen von Blech zu Kaltprofilen und Rohren

Groche, Peter ; Traub, Tilman:
Optimierte Berechnung der abgewickelten Länge beim Biegen von Blech zu Kaltprofilen und Rohren.
Verlag und Vertriebsgesellschaft mbH, Düsseldorf ISBN 978-3-942541-84-8
[Buch], (2015)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Für die Berechnung der abgewickelten Länge beim Biegen von Blech bietet der Stand der Technik verschiedene Ansätze, die bei gleicher Aufgabenstellung zu un-terschiedlichen Ergebnissen kommen. In der Regel finden dabei weder die Materi-aleigenschaften noch Einflüsse aus dem Biegeverfahren Berücksichtigung. Die Prozessauslegung verlangt so vom Prozessplaner ein hohes Maß an Erfahrung, wenn aufwändige Korrekturschleifen in der Produktion vermieden werden sollen. In diesem Forschungsprojekt werden zunächst die Grundlagen der aktuellen Berechnungsmethoden analysiert. Die Erarbeitung einer experimentellen Methode zur Bestimmung der Position der ungelängten Faser schafft die Voraussetzung für experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung der abgewickelten Länge. Durch diesen experimentellen Ansatz können anschließend Gesenkbiege-, Schwenkbiege- und Walzprofilierprozesse analysiert werden. In einen Abgleich der experimentellen Ergebnisse mit numerischen Simulationen werden die wesentlichen Einflussgrößen auf die abgewickelte Länge bestimmt. Gleichzeitig können durch einen Vergleich experimenteller und numerischer Ergebnisse Empfehlungen für geeignete Modellierungsparameter für Biegeprozesse in der numerischen Simulation abgeleitet werden, die die Bestimmung der abgewickelten Länge ermöglichen. Abschließend wird durch eine Interpolation der Versuchsergebnisse eine verbesserte Berechnungsempfehlung erstellt. Als Haupteinflussgröße auf die abgewickelte Länge hat sich das Verhältnis von Biegeradius zu Blechdicke herausgestellt. Insbesondere beim Walzprofilieren nach dem Fertigradienverfahren beeinflusst ferner die Festigkeit des genutzten Stahls die Position der ungelängten Faser und somit die abgewickelte Länge. Bei der Abbildung von Biegeprozessen in numerischen Simulationen empfiehlt sich die Verwendung von Elementen mit quadratischen Ansatzfunktionen. Um die Position der ungelängten Faser in der numerischen Simulation auswerten zu können, ist eine Diskretisierung von acht Elementen in Blechdickenrichtung bei einem Biegeverhältnis von 2,5 notwendig. Die durch Interpolation der Versuchsergebnisse erstellten Berechnungsvorschriften zur verbesserten Bestimmung der abgewickelten Länge konnten in ersten Referenzversuchen bestätigt werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde somit erreicht.

Typ des Eintrags: Buch
Erschienen: 2015
Autor(en): Groche, Peter ; Traub, Tilman
Titel: Optimierte Berechnung der abgewickelten Länge beim Biegen von Blech zu Kaltprofilen und Rohren
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Für die Berechnung der abgewickelten Länge beim Biegen von Blech bietet der Stand der Technik verschiedene Ansätze, die bei gleicher Aufgabenstellung zu un-terschiedlichen Ergebnissen kommen. In der Regel finden dabei weder die Materi-aleigenschaften noch Einflüsse aus dem Biegeverfahren Berücksichtigung. Die Prozessauslegung verlangt so vom Prozessplaner ein hohes Maß an Erfahrung, wenn aufwändige Korrekturschleifen in der Produktion vermieden werden sollen. In diesem Forschungsprojekt werden zunächst die Grundlagen der aktuellen Berechnungsmethoden analysiert. Die Erarbeitung einer experimentellen Methode zur Bestimmung der Position der ungelängten Faser schafft die Voraussetzung für experimentelle Untersuchungen zur Bestimmung der abgewickelten Länge. Durch diesen experimentellen Ansatz können anschließend Gesenkbiege-, Schwenkbiege- und Walzprofilierprozesse analysiert werden. In einen Abgleich der experimentellen Ergebnisse mit numerischen Simulationen werden die wesentlichen Einflussgrößen auf die abgewickelte Länge bestimmt. Gleichzeitig können durch einen Vergleich experimenteller und numerischer Ergebnisse Empfehlungen für geeignete Modellierungsparameter für Biegeprozesse in der numerischen Simulation abgeleitet werden, die die Bestimmung der abgewickelten Länge ermöglichen. Abschließend wird durch eine Interpolation der Versuchsergebnisse eine verbesserte Berechnungsempfehlung erstellt. Als Haupteinflussgröße auf die abgewickelte Länge hat sich das Verhältnis von Biegeradius zu Blechdicke herausgestellt. Insbesondere beim Walzprofilieren nach dem Fertigradienverfahren beeinflusst ferner die Festigkeit des genutzten Stahls die Position der ungelängten Faser und somit die abgewickelte Länge. Bei der Abbildung von Biegeprozessen in numerischen Simulationen empfiehlt sich die Verwendung von Elementen mit quadratischen Ansatzfunktionen. Um die Position der ungelängten Faser in der numerischen Simulation auswerten zu können, ist eine Diskretisierung von acht Elementen in Blechdickenrichtung bei einem Biegeverhältnis von 2,5 notwendig. Die durch Interpolation der Versuchsergebnisse erstellten Berechnungsvorschriften zur verbesserten Bestimmung der abgewickelten Länge konnten in ersten Referenzversuchen bestätigt werden. Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde somit erreicht.

Ort: Düsseldorf
Verlag: Verlag und Vertriebsgesellschaft mbH
Freie Schlagworte: Biegen, abgewickelte Länge, Walzprofilieren
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Maschinenbau
Fachbereich Maschinenbau > Produktionstechnik und Umformmaschinen
Hinterlegungsdatum: 15 Feb 2016 14:51
Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
State of the art methods for calculating the unfolded length in bending produce different results for the same task. Material properties as well as influences of different bending processes (die bending, folding, roll-forming) are generally neglected by state of the art calculation methods. Process design therefore relies on experience to avoid trial and error loops. The project starts off with an analysis of the basic assumptions of the state of the art calculation methods showing the need for an improved calculation method. This project aims at improving existing calculation methods by conducting experimental and numerical investigation of different bending processes. As a prerequisite for experimental investigations on the shift of the unlengthened fiber in bending, an experimental approach to detect this shift needs to be designed. Using this experimental method enables the determination of the unlengthened fiber in die bending, folding, and roll-forming processes. Furthermore, numerical studies of different bending processes are employed to define suitable design parameters for numerical simulations of bending experiments. Combining experimental and numerical results indicates the main factor of influence on the position of the unlengthened fiber. Finally, interpolating the test results provides the opportunity to create an improved calculation method for determining the unfolded length. First results indicate that bending ratio ri/s0 and bending method are the main factors of influence on the position of the unlengthened fiber and thus the unfolded length. In contrast, bending angle and material properties only have minor effects on the position of the unlenghtened fiber. The results of this project will improve the design process of sheet metal bending components by providing an optimized method for calculating the unfolded length. This ability to reliably determine the unfolded length at production start prevents time-consuming and expensive correction loops.Englisch
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