Prozeßoptimierte implizite FEM-Formulierung für die Umformsimulation großflächiger Blechbauteile:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 20]
204 |
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zugl.: Zürich, Techn. Hochsch., Diss. |
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| adam_text | Titel: Prozeßoptimierte implizite FEM-Formulierung für die Umformsimulation großflächiger Blechbauteile
Autor: Kubli, Waldemar
Jahr: 1996
SCHRITT- m MM^M BERICHTE MM Dipl.-Ing. Waldemar Kubli, Niederglatt Prozeßoptimierte implizite FEM-Formulierung für die Umformsimulation großflächiger Blechbauteile Reihe 20 : Rechnerunterstützte Verfahren Nr. 204 VW VERLAG
Inhaltsverzeichnis Kurzfassung.........................................................................VIII Summary................................................................................X Konventionen.......................................................................XII 1 Einleitung.................................................................................1 1.1 Motivation und Zielsetzung.............................................................1 1.2 Vorgehenswelse..............................................................................1 1.3 Neu entwickelte Verfahren............................................................2 2 Anforderungen der Blechumformung..................................4 2.1 Situationsanalyse .............................................................................4 2.1.1 Vorgegebene Ziele...............................................................4 2.1.2 Ablauf der Produkt- und Prozessentwicklung....................5 2.1.3 Auslegung des Umformprozesses........................................5 2.1.4 Mechanik des Blechumformproblems................................7 2.1.5 Datenfluss...............................................................................8 2.1.6 Stand der Simulationstechnik...............................................8 2.1.7 Zukunftsentwicklung............................................................ 11 2.2 Anforderungen an das Simulationssystem.................................11 3 Überlegungen zur Konzeption.............................................14 3.1 Special-Purpose-Programm .........................................................14 3.2 Genauigkeit und Aufwand ..........................................................15 3.3 Anwenderfreundllche Problemspezifikation..............................17 3.4 Hauptmodule.................................................................................18 4 Entwicklung des
Grundprogrammes..................................20 4.1 Zeitintegrationsmethode..............................................................20 4.1.1 Implizite Zeltintegration.......................................................20 4.1.2 Explizite Zeitintegration.......................................................23 4.1.3 Vergleich und Folgerungen...............................................28 4.2 Grundidee der Entkoppelung......................................................29 4.2.1 Das Problem der Konditionierung.....................................29 4.2.2 Grundidee der entkoppelten Lösung...............................31 4.3 Elementformullerung.....................................................................32 4.3.1 Elementwahl........................................................................32 4.3.2 Grosse Verschiebungen und Verzerrungen.....................34
4.3.3 Koordinatensysteme...........................................................35 4.3.4 Dehnungsbeschreibung.....................................................36 4.3.5 Berechnung der quadratischen Dehnung......................40 4.3.6 Stoffgesetz............................................................................42 4.3.7 Prinzip der virtuellen Verschiebungen..............................46 4.3.8 Steifigkeit..............................................................................49 4.3.9 Entkoppelung der Steifigkeit..............................................50 4.4 Das entkoppelte Löseverfahren..................................................52 4.4.1 Berücksichtigung von Kontakt und Reibung....................52 4.4.2 Biegelösung.........................................................................55 4.4.3 Scheibenlösung...................................................................57 4.4.4 Der entkoppelte Algorithmus.............................................60 4.5 Konvergenzkriterium für die Newton-Raphson-Iteration...........63 4.6 Lineare Gleichungslösung............................................................67 4.6.1 Konjugierte-Gradlenten-Methode....................................67 4.6.2 Element-by-Element-Speichermethode...........................69 4.6.3 Side-by-Side-Speichermethode........................................72 4.6.4 Numerische Untersuchungen............................................74 4.7 Adaptive Diskretisierung...............................................................79 4.7.1 Räumliche Diskretisierung...................................................79 4.7.2 Zeitliche Diskretisierung.......................................................96 4.8 Verifikationsbeispiel Kotflügel.....................................................101 4.8.1 Vergleich mit dem Experiment........................................ 102 4.8.2 Vergleich mit dem Programm
Dyna3D.......................... 102 4.8.3 Konvergenzstudie.............................................................. 106 Berücksichtigung von Biegeeffekten ...............................113 5.1 Biegeeinflüsse beim Tiefziehen ..................................................113 5.2 Biegeform....................... 115 5.3 Ziehwiderstand infolge Biegung ................................................119 5.3.1 Berücksichtigung in der Scheibenlösung....................... 119 5.3.2 Berechnung der Krümmung............................................ 122 5.3.3 Verifikationsbeispiel Griffmulde: Einfluss der Dicke........ 125 5.3.4 Verifikationsbeispiel Rückwand: Einfluss der Ziehleisten 126 5.3.5 Folgerungen....................................................................... 131 5.4 Rückfederung ..............................................................................131 5.4.1 Konzept.............................................................................. 132 5.4.2 Diskussion............................................................................ 135
6 Zusammenfassung und Ausblick......................................137 A Eingabesyntax....................................................................139 B Eingabebeispiel..................................................................143 C Literaturverzeichnis.............................................................145 VII
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