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Samstag, 23. September 2017
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Zusammenwirken von COPRA® RF DTM und COPRA® FEA RF

Der COPRA® RF DTM Baustein ist als das fehlende Glied zwischen dem Profilier-Softwareprogramm COPRA® RF und der Finite-Elemente-Methode zu sehen. Letztere liefert zwar bessere Ergebnisse - insbesondere Informationen zu den auftretenden Kräften oder Verformungen der Profilquerschnitte - aber angesichts der sehr hohen Rechenzeiten ist ein leistungsfähiger Pre-Prozessor wie COPRA® RF DTM (als solches ist dieses Softwaremodul zu sehen) unerlässlich. COPRA® RF DTM und COPRA® FEA RF sollen sich also keineswegs ersetzen, sondern sind als ideale Ergänzung zueinander zu sehen.

Das nachfolgende Schaubild erläutert das Zusammenwirken der einzelnen COPRA® RF Komponenten (COPRA® RF DTM, COPRA® FEA RF und COPRA® RollScanner):

Die Simulationsrechnung wird innerhalb der COPRA® RF Software durchgeführt. Das DTM-Modul liefert als Ergebnis die komplette Visualisierung der Profilabwicklung. Zusätzlich stehen dem Anwender verschiedene Diagramme zur Verfügung, mit Angaben über theoretische Maxima und aktuell auftretende Formänderungen in den kritischen Bereichen, die eine sichere Beurteilung ermöglichen.

Unerwünschte Effekte, wie Bereiche erhöhter Dehnung oder Kompression lassen sich anhand des Simulationsmodels leicht erkennen. Die Berechnungsergebnisse geben Auskunft über Bereiche, in denen u.U. zu hohe plastische Verformungen vorliegen und ob der Dehnungsverlauf möglichst gleichmäßig, d.h. ohne Spitzen, über den Umformprozess aufgebracht wurde. Fragen, ob zusätzliche Zwischentische von Nutzen sind, oder in welcher Lage ein Profil zu profilieren ist, lassen sich damit ebenfalls beantworten. Für den Konstrukteur ist es wichtig, kritische Stellen bereits vor der Werkzeugauslegung zu erkennen. Sollen Profile gelocht werden, hat er die Möglichkeit, dafür zu sorgen, dass gerade die gelochten Bereiche möglichst geringe Formänderungen erfahren.
Aufgrund der dargestellten Ergebnisse kann der Konstrukteur nun die einzelnen Umformstufen verändern und die Rollenwerkzeuge entsprechend anpassen. Er ist jetzt in der Lage, verschiedene Umformstrategien miteinander zu vergleichen und zu bewerten. Innerhalb kürzester Zeit hat der Anwender damit die Möglichkeit, verschiedene Abwicklungen zu probieren und die beste Variante zu wählen ohne dass Fertigungskosten für die Werkzeuge angefallen wären.

Plastische Dehnungswerte im Walzprofil

Seit COPRA® RF Version 2003 bietet COPRA® RF DTM nicht nur die Möglichkeit, die auftretenden Längsdehnungen in den einzelnen Umformquerschnitten zu bestimmen (jeweils getrennt nach Ober- bzw. Unterseite) oder die jeweiligen Krümmungsradien zu bestimmen, sondern insbesondere die Möglichkeit, die bleibenden Längsdehnungen im Profilquerschnitt abzuschätzen. Sofern in den einzelnen Stationen das Band in seiner Längs- oder Querrichtung plastisch (bleibend) verformt wird, können sich diese Werte über die einzelnen Stationen "aufsummieren". Diese bleibenden theoretischen Längsdehnungen sind ein Maß für die spätere Restverformbarkeit oder inwieweit das Bandmaterial in der Produktion kaltverfestigt werden würde. Nachfolgendes Diagramm veranschaulicht dieses neue Softwarefeature:

COPRA® FEA RF: die blaue Kurve zeigt den Verlauf der plastischen Dehnungswerte (strain) an der Oberseite der Bandkante in der dargestellten dreistufigen Einformung.

COPRA®RF FTM: die blaue Kurve zeigt die theoretischen Längsdehnungswerte (linkes Bild) sowie die bleibenden (akkumulierten) Dehnungswerte (rechtes Bild). Es zu beachten, dass der jeweils verwendete formende Rollendurchmesser einen wesentlichen Einfluss auf die Werte hat.