Ermittlung von Verfahrensgrenzen für das Kragenziehen an Tiefziehteilen mit Hilfe der FEM-Simulation

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde untersucht, wie der Prozess des Durchziehens von Kragen unter Einbeziehung des Tiefziehprozesses der Ausgangsteile mit FEM modelliert und simuliert werden kann. Die Simulationsergebnisse dienen der Auswahl von Verfahrensparametern und der Bewertung des Umformergebnisses. Eine Strategie zur Lösung dieser Aufgabenstellung wurde entwickelt und mit dem Programm PAM-STAMP umgesetzt. Der Simulationsprozess gliedert sich in zwei Stufen: Zunächst erfolgt die Simulation des Tiefziehens des Ausgangsteils, wobei eine Netzverfeinerung im Bereich des Vorlochs vorgenommen wird. Anschließend wird das Vorloch in das Ausgangsteil eingebracht, gefolgt von einer Netzkorrektur am Vorlochrand, bevor das Kragenziehen simuliert wird. Zur Kalibrierung und Verifikation der FEM-Simulation wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen durchgeführt, die die maximal erreichbare Kragenhöhe bis zum Versagen „Riß“ ermittelten. Der Vergleich zwischen Experiment und Simulation ergab eine gute Übereinstimmung. Die Ergebnisse der ersten Prozessstufe wurden durch frühere Vergleiche validiert, während auch die Ergebnisse der zweiten Stufe, des Kragenziehens, überzeugten. Die Verfahrensgrenzen werden durch den Versagensfall „Einrisse im Kragen“ bestimmt. Der Deformationsverlauf des Kragens wurde im Grenzformänderungsdiagramm betrachtet, um Risse vorherzusagen. Der vorgeschlagene Lösungsweg zur Simulation des Gesamtprozess