FORGE® ermöglicht die Simulation des Drückwalzverfahrens, das zum Umformen von rotationssymmetrischen Teilen verwendet wird. Das Drückwalzen ist ein Formgebungsverfahren, das auf der plastischen Verformung von Metall zwischen einem Dorn und einem Rollenwerkzeug beruht. Es kann kalt oder warm durchgeführt werden und ermöglicht die Herstellung von nahtlosen rotationssymmetrischen Teilen mit unterschiedlichen Dicken unter Beibehaltung der Faserung des Metalls.
Da das Drückwalzen ein inkrementelles Rotationsverfahren mit einer hohen Anzahl an Umdrehungen der Einheit aus Werkstück und Spannfutter ist, ist eine große Anzahl an Berechnungsschritten mit einer Lagrangeschen Formulierung erforderlich, um die Geometrie einzuhalten. Um die Rechenzeit zu reduzieren, ist es dann interessant, sich mit Simulationsmodellen zu beschäftigen, die die Rotationsvariable dieses Formgebungsverfahrens approximieren.
Spannungsverteilung beim Drücken einer Nabe
FORGE® ermöglicht eine genaue Vorhersage :
Vorhersage von Faltenbildung während des Strömungsformens
Strömungsformsimulation
Bei dem hier vorgestellten Beispiel handelt es sich um das Umformen einer Aluminiumfelge. Nach den Schmiede-, Bohr- und Aufweitungsschritten, die ebenfalls in FORGE® durchgeführt werden, wird das Drückwalzen in einer 2D-Simulation mit einer Rechenzeit von 10 Minuten durchgeführt.
Die adaptive Vernetzung sorgt für dünne Elemente in den Arbeitsbereichen: unter dem Rändelrad und im Kontakt mit dem Dorn.
Das Material ist eine Aluminiumlegierung, die durch ein elasto-viskoplastisches Gesetz modelliert wird.
Die endgültige Geometrie und die Dicken des Teils entsprechen der erwarteten Geometrie.
Die Simulationsergebnisse zeigen das Vorhandensein von zwei Falten. Mithilfe der FORGE®-Software kann der Hub des Rädchens optimiert werden, um diesen Fehler zu vermeiden.
Vorhersage des Drucks auf dem Rad und der Kraft auf der Walze