Simulation des Ringwalzens mit FORGE®

Ringwalzen ist ein Verfahren zur Herstellung von Ringen, zum Beispiel für die Luftfahrtindustrie (Motorkomponenten) und die Energieindustrie (Windradkomponenten). In der Automobilindustrie dient Ringwalzen ebenso der Herstellung von Wälzlagern, meist bei Umgebungstemperatur.

FORGE® ermöglicht eine präzise Simulation von Ringwalzprozessen für herkömmliche sowie profilierte Ringe.

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Ringrollen eines profilierten Ringes aus niedrig legiertem Stahl zur Nutzung als Wälzlager für Windräder. Simulation ausgeführt mithilfe eines von Muraro (Hersteller von Pressen und Ringwalzmaschinen und TRANSVALOR Kunde) zur Verfügung gestellten UPEM Moduls.

 

Eine genaue Vorhersage

FORGE® erlaubt die genaue Vorhersage von:

  • der Endgeometrie des Werkstücks und der korrekten Füllung von profilierten Ringen beim Formwalzen
  • den möglichen Mängeln (zum Beispiel von Fish Tail)
  • der Temperaturverteilung und somit, bei Bedarf, der erforderlichen Wiedererwärmung
  • der Mikrostruktur
  • den Momenten und Kräften welche auf die Rollen wirken

Entwicklung der Mikrostruktur beim Formwalzen eines Waspaloy Ringes für die Luftfahrtindustrie. Der mittlere Korndurchmesser (µm) ist auf dem Ring und den von 3 Sensoren erzeugten Kurven dargestellt.

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Entscheidende Funktionalitäten

  • Genaue Berechnung der Temperatur, des Umformgrades und Spannungen
  • Hocheffiziente Parallelrechnung für eine optimale Verkürzung der Rechenzeiten
  • Spezifische Technik zur Beschreibung der beim Ringwalzen eingesetzten Werkzeuge für eine genauere Simulation und eine spürbare Verkürzung der Rechenzeiten
  • Nutzung einer speziellen aufs Ringwalzen angepassten ALE-Formulierung – Arbitrary-Lagrangian-Eulerian- Formulierung
  • Mikrostruktur-Modelle zur Vorhersage des Mikrogefüges (Korngrößen und Rekristallisationsrate) für zahlreiche in der Luftfahrt- und Energieindustrie gebräuchliche Werkstoffe
  • Möglichkeit die tatsächliche Kinematik der Ringwalzmaschine darzustellen und, für ein noch genaueres Simulationsergebnis, die Zentrierrollen miteinzubeziehen
  • Mögliche Kopplung mit einem externen Pilotmodul – User Piloting External Module (UPEM) – für eine genaue Nachbildung der Kinematik der Ringwalzmaschine

 

FORGE® vertical circular ring rolling simulationRadial-Axial-Ringwalzsimulation mit FORGE®

FORGE® radial-axial circular rolling simulation
Vertikale Ringwalzsimulation mit FORGE®