Umformsimulation (ILV)

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LehrveranstaltungsleiterIn:

Dipl.-Ing. (FH)

 Ziad Khalil
LV-NummerMBLB-3.08
LV-KürzelUmf
Studienplan2016
Studiengangssemester 3. Semester
LehrveranstaltungsmodusPräsenzveranstaltung
Semesterwochenstunden / SWS1,5
ECTS Credits2,5
Unterrichtssprache Deutsch

Anwenden der FEM auf Umformprozesse.
*Kenntnisse zum Bedarf und den Herausforderungen der Umformsimulation in Industrie und Forschung* Durchführung von Umformsimulationen (z.B.: Crashabsorber, Tiefziehen, Clinchen, Hochdruckumformen, etc.)* Fähigkeiten zum numerischen Modellieren von Umformverfahren unter Einbezug fertigungstechnischer Randbedingungen (Reibung, Temperatur, etc.)* Kenntnisse zur Versagens- und Schädigungsmodellierung* Erfahrungen in der Bewertung numerischer Modelle auf Plausibilität* Kenntnisse zur Werkstoffprüfung als Basis der Umformsimulation (Bulge Test, Biaxial- und Schichtstauchversuch, Dehnratenabhängigkeiten-Fliesskurven etc.)* Kenntnisse über Methoden und Normen von Crashanalysen in der Automobilindustrie* Möglichkeiten, Vorteile und Gefahren bei der Umformsimulation* Methodisches Arbeiten bei der Abhandlung numerischer Simulationen und Durchführung von Variantenstudien* Kenntnisse bezgl. Crash-Normen und Anforderungen (Euro NCAP etc.)*Fähigkeiten zur Datenaufbereitung aus dem Experiment* Kenntisse zum Stand der Technik bei Umformsimulationen (Mapping, Prozessmodellierung, Erfassen der Bauteilhistorie)* Überblick "Verknüpfung von Umformsimulation und Mikrostrukturentwicklung"* Kenntnisse über Softwarelösungen zur Umformsimulation

MBLB-MATH - Mathematik und Mechanik1, MBLB-LBMAT1 - Leichtbau-
Materialien 1, MBLB-InS - Instationäre Systeme, MBLB-LBKON1 -
Leichtbau-Konstruktion, MBLB-LBKON2-Leichtbau-Konstruktion 2,
MBLB-LBMAT2 - Leichtbau-Materialien 2, MBLB-PHYSIM - Physik und
Simulation, MBLB-STRUCSEC - Struktursicherheit, MBLB-VBTECH -
Verbindungstechnik, MBLB-SIMDESG1 - Simulation und Design 1

* Kenntnisse im Arbeiten mit der Software ANSYS-Workbench* Modellieren von Solid- und Shell-Strukturen in ANSYS Design Modeller* Aufbau eines numerischen Modells in der Umgebung von ANSYS Workbench (FEM Finite Elemente Methode)* Übertragen von Methoden der Umformtechnik auf numerische Modellierung* Grundkenntnisse über Fertigungsverfahren der Umformtechnik* Ablauf einer FE-Berechnung* Grundlagen der Werkstoffmodellierung (Linear, Nichtlinear, Statisch, Dynamisch)

Umformbarkeit und Bearbeitbarkeit von Materialien
Schmieden und Walzen
Fallbeispiele: Sheet Metal Forming,

* Umformen / Einteilung der Umformverfahren * Einsatzgebiete der Methode der Finiten Elemente * Möglichkeiten und Grenzen der Simulation / Vorteile und Herausforderung, Trends in der Umformsimulation * Simulationsprogramme / Übersicht FEM-Software * Rechenleistung – Überblick und Entwicklung * Datenbeschaffung / Zeitanteile zum Modellaufbau * Umformsimulation: Motivation und Bedarf * Ablauf einer FEM-Berechnung (Finite-Elemente-Methode) * Zeitintegrationen der FEM-Methode - Vergleich Implict vs. Explicit Solver * Zeitschritt "Time Step", Einflussgrößen, Berechnung, Massenskalierung etc. * Ins Netz gegangen - Wahl der Elementtypklasse, Solid vs. Shell vs. SolidShell, Warapping, Voll- und Reduzierte Intergration, * Symmetrie – Richtige Verwendung * Hourglassing - Interpretation auftretender Enerigen im Solver-Output * Reibung - Reibungsmodelle linear-nichtlinear, Scherreibmodell vs. Coulombsche Reibung * Kontaktmodellierung, Penalty Method, Augmented Lagrange, Pure Lagrange, Multipoint constraint (or MPC) * Schädigungs- und Versagensmodellierung, FLC-Diagramm, Fliessort, Dehnratenabhängigkeiten, Fließkurven-Extrapolation etc.

Journal of Construction Engineering and Management
Journal of Constructional Steel Research
International Journal of Materials in Engineering Applications

* Praxisbuch FEM mit ANSYS Workbench, Hanser Verlag * Finite Elemente Simulation with ANSYS WB Release 15/16/17; SDC Publication; Huei-Huang Lee * Finite Element Modelling ans Simulation with ANSYS Workbech; CRC Press; Chen und Liu *Werkstoffmechanik Maschinenbau, Theoretische Grundlagen und praktische Anwendungen; Europa Lehrmittel * Roloff/Matek Maschinenelemente, Springer Vieweg * Werkstoffe 2: Metalle: Keramiken und Gläser, Kunststoffe und * Verbundwerkstoffe; Michael F. Ashby & David R. H. Jones; ELSEVIER - Spektrum Akademischer Verlag * Handbuch Umformtechnik, Grundlagen, Technologien, Maschinen * Authors: Prof. Dr.-Ing. Eckart Doege, Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens * Safety Companion; cahrs GmbH * Umformtechnik, Handbuch für Industrie und Wissenschaft, Herausgeber: VDI Springer Verlag, Hrsg. v. Kurt Lange * Blechumformung - Verfahren, Werkzeuge und Maschinen, Herausgeber: VDI Springer Verlag, Hrsg. v. Klaus Siegert

* Fachvorlesung zur Umformsimulation mit Fallbeispielen* Durchführung anwendungsbezogener Übungen zur Umformsimulation* Eigenständige Abhandlung von Umformsimulationen mit Variation von Randbedingungen und Parametern* Skribt zur Lehrveranstaltung vorhanden* Diskussion der Ergebnisse innerhalb der LV* Bereitstellung von Fachliteratur * Ausstellungsstücke "zum Begreifen" der Umformsimulation.

LV-immanenter Prüfungscharakter

Seminararbeit zur Simulation einer Umformung wie Tiefziehen, Stanznieten, 3 Punkt Biegeversuch, Profilstauchung etc. Seminararbeiten sind mit Ende des Semester ergänzend in einer Präsentation (PPT) von ca. 15-20 Minuten detailliert zu präsentieren. Dokumentation der Seminararbeit innerhalb eines Berichts. Aufbau des Berichts wird in der Vorlesung bekannt gegeben.