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skizze.jpg

Hallo,
seit ein paar Tagen beschäftige ich mich mit Mechanica 2001.
Meine Aufgabe ist es, ein Ziehwerkzeug zu analysieren (s. Skizze).
Der Blechhaler des Werkzeugs wird über viele Pinolen(1) nach oben gegen das in diesem Moment feststehende Oberteil des Werkzeugs gedrückt. Um die Kosten zu senken, ist dier Untere Teil der Blechhalters(2) aus St52. Der obere Teil (3) besteht aus gehärteten 1.2379.
Meine Aufgabe ist es nun, zu ermitteln, wie die Kraftverteilung an der Oberseite des Blechhalters ist.
Wie kann ich da, eurer Meinung nach, vorgehen?
Die Flächenbereiche und entsprechenden Kräfte habe ich bereits definiert, aber mit der Auswertung komme ich noch nicht zurecht.

Bin für jeden Tip dankbar!

MfG Martin

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Hallo Martin,

wenn ich Dich richtig verstehe, ist das dargestellt Teil lediglich das Unterteil eines Tiefziehwerkzeuges, das in eine entsprechende Form gedrückt wird. Ich denke, daß das Gegenstück und das zu verformende Material bei diesem Ziehvorgang entscheidenden Einfluß auf die Kraftverteilung. Da hier sowohl Plastizität als auch Kontakt im Spiel ist, solltest Du dich in Pro/Mech auf die Netzgenerierung beschränken und die Berechnung mit einem nichtlinearen Tool wie Marc, Abaqus oder Ansys durchführen. Ach ja, die Berechnung eines solchen Voranges ist keineswegs trivial, man sollte sich voprher also Gedanken machen, was man alles an Effekten mitnehmen muß. Treten nennenswerte Erwärmungen während des Prozesses auf, sollte man z.B. temperaturabhängige Fließgrenze und Verfestigung annehmen. Weiterhin ist die Umformgeschwindigkeit sehr entscheidend für das plastische Verhalten des Werkstücks. Hersteller und Betreiber von Walzwerken geben sehr viel Geld für derartige Materialdaten aus, um den Umformvorgang entsprechend beschreiben zu können.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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skizze_2.jpg

wahrscheinlich ist es gar nicht so kompliziert.
Ich sollte die Bauteile wohl noch etwas genauer beschreiben (=>Skizze).
Der Blechhalter wird von unten gegen den Ziehring gedrückt. Zwischen den beiden Bauteilen befindet sich das Blech, welches es tiefzuziehen gilt. Der Ziehring, und somit auch der Blechhalter haben un der Mitte eine Aussparung, in der nach dem Zusammenfahren des Werkzeuges, der Ziehstempel nach oben gepresst wird.
Durch das Einspannen des Blechs zwischen Blechhalter und Ziehring wird das Fließverhalten des Blechs und somit die Qualität des zu fertigenden Bauteils erheblich beeinflusst.
Mit Hilfe einer FEM-Analyse soll nun diese Kraftverteilung an am Blechhalter untersucht werden, um sie anschließend gezielt zu beeinflussen.
Mir würde in diesem Zusammenhang auch schon eine gute Näherung ausreichen. Aus diesem Grund habe ich vor, die Sicken im Blechhalter und auch den Einfluss von Wärme zu vernachlässigen.

Hoffentlich habe ich nun mein Problem einigermaßen verständlich beschrieben. :-)

MfG Martin

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Ok, jetzt habe sogar ich anscheinend Verstanden worum es geht, wir simulierne nämlich normalerweise keine Tiefziehvorgänge, haben aber so etwas schon mal für eien Rohrbiegemaschine gemacht, da mußte man allerdings mit so schwerem Kaliber dran um die Spannungen im Stempel zu ermitteln. Bei Dir scheint es sich eher um ein elastisches Kontaktproblem zu handeln. Möchtest Du  die Druckverteilung im Blechhalter bei gegebenen Druckkräften in den Pinolen ermitteln oder aber die erforderlichen Kräfte in den Pinolen für eine Konstante Druckverteilung ermitteln? Je nachdem gibst Du entweder die Kräfte oder die Druckverteilung vor ( wenn Du die Druckverteilung vorgibst, hast Du allerdings kein Kontaktproblem mehr, d.h. du vernachlässigst den Kontaktkörper auf der anderen Seite). Wenn Du die Kräfte bei vorgegebener Druckverteilung ermitteln willst, wirst Du die Pinolen festhalten und die Reaktionskräfte abfragen. Dies geht nur in dem independent Mode. Die Druckverteilung bei gegebenen Lasten kannst Du über die Komponenten des Spannungtensors auch im Integrierten Mode abfragen.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Blechhalter_1.jpg

bei meinem Problem geht es um die Kräfte-(Druck-)Verteilung im Blechhalter bei vorgegebener Kraft, eingeleitet durch die Pinolen.
Leider bin ich immer noch nicht weiter gekommen.
Meine bisherige Vorgehensweise war folgene:
- ASM erstellt
- Werkstoff zugewiesen
- Flächenbereiche definiert (stellvertretend für die Pinolen)
- Kräfte an den Flächenbereichen definiert
- Bedingungen festgelegt (Fläche orthogonal zur Kraftrichtung)
- Berechnen (Erfolgreich!)
Wenn ich mir jetzt ein Ergebnisfenster definiere, dann habe ich die Möglichkeit, mir Kräfte anzeigen zu lassen.
An dieser Stelle bin ich mit meinem Latein am Ende.
Wie muss ich denn weiter vorgehen, damit ich nicht nur Fehlermeldungen bekomme, oder habe ich schon einen grundsätzlichen Fehler gemacht?

Gruß Martin

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Hallo Martin,

ich habe das Gefühl, daß Dir der Unterschied zwischen Kräften und Spannungen nicht klar ist. Eine Kraftverteilung existiert in diesem Sinne nicht, da eine Kraft das Integral einer Spannungsverteilung über eine Fläche ist.

Was du sehen willst ist die (Druck)Spannungsverteilung an der Auflagefläche des Bauteils. Du mußt  die Komponente des Spannungstensors auswählen, die senkrecht auf Deiner Auflagefläche steht.  Also entweder Sigma xx,Sigma yy oder Sigma zz, falls die Auflagefläche in einer der 3 Ebenen ausgerichtet ist. Sonst kannst Du auch noch die Minimale Hauptspannung auswählen, da die in deinem Fall wahrscheinlich die Druckspannung in der Auflagefläche ist.

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Dr. Christian Imiela
SMS-Demag
Strukturanalysen

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Hallo Christian,
war im Urlaub, deswegen die verspätete Antwort.
Vom Prinzip her ist mir das Wesen der Spannung durchaus bewusst, habe mich aber durch die Möglichkeit bei der Definition des Ergebnisfensters "Kraft" auswählen zu können, in die Irre führen lassen. Danke für den Tipp!
Danach stand ich vor dem nächsten Problem. Die Oberfläche des Blechhalters zeigte eine homogene Färbung. Das konnte nicht sein.
Nach einiger Zeit wurde mir dann klar, dass ich den Maßstab in der Legende anpassen musste, denn durch die hohen Spannungen an den Krafteinleitungspunkten der Pinolen die max. 9 Farbstufen nicht ausgereicht haben.
Dazu habe ich das Bauteil in die gewünschte Ansicht gedreht und mit Hilfe der Funktionen „Info => Min/Max in Ansicht“ die Grenzen der Legende festgelegt.
Dann hatte ich das Ergebnis, das meinen Vorstellungen entsprach.
Jaja, die ersten Schritte sind immer die schwierigsten. :-)

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