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wt-online - Ausgabe 10-2001, S. 625

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Umformtechnik, Simulation

Simulation des Thixo-Schmiedens von Aluminiumlegierungen mit Flow-3D

Durch Thixo-Schmieden lassen sich komplexe Bauteile mit guten mechanischen Eigenschaften in wenigen Prozessschritten herstellen. Bei der Simulation der Formfüllung sind sowohl die bewegte Werkzeughälfte als auch die thixotropen Eigenschaften des Aluminiumwerkstoffs zu berücksichtigen. Der Werkstoff wird in den Simulationsrechnungen mit einer scherraten- und scherzeitabhängigen Viskosität beschrieben. Anhand eines einfachen Bauteils wird die mit unterschiedlichen Viskositätsparametern berechnete Formfüllung den experimentell ermittelten Ergebnissen gegenübergestellt. Die hierbei errechneten Umformkräfte werden mit den bei der Formgebung gemessenen Werten verglichen. Mit diesen quantitativen Werten werden die Berechnungen verifiziert. Zum Abschluss stellen die Autoren Ergebnisse der Simulationsrechnung eines seriennahen Bauteils für den Fahrwerksbereich eines Kraftfahrzeugs vor. Es zeigt sich: Mit Hilfe der Simulation im Vorfeld der Werkzeugfertigung ist es möglich, die konstruktive Gestaltung der Gravur bei der Werkzeugauslegung abzusichern.

Simulation of a thixoforging process of aluminium alloys with Flow-3D

Thixoforming allows to produce complex parts with good mechanical properties in a few process steps. When simulating the die filling, the moving upper die as well as the thixotropic properties of the work material have to be considered. The work material is described by a shear rate and shear time dependent viscosity. The die filling of a simple part, calculated with different viscosity parameters, is compared with the experimental results. Within these simulations, the forming forces were calculated and compared with the experimentally measured forces. The simulation is verified with these quantitative data. With a proper choice of the viscosity parameters it is possible to fit the results of the simulation to the reality. When comparing the results of simulation and experiment, it is possible to advise proper values for the thixotropic parameters. Finally, some results found by simulating a serial produced part are discussed. This steering knuckle is a part of the suspension of a sports vehicle. The simulation was used to improve the mold filling in an early stage of the die design.

Autor:
Siegert, K.; Meßmer, G.

Der vollständige Beitrag ist erschienen in:
wt-online 10-2001, Seite 625
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