Komplexe FEM-Simulation von Rohrbiegevorgängen

Ziel des Forschungsvorhabens war die Verbesserung der Modellbildung und die Genauigkeit in der Simulation von Rohrbiegevorgängen sowie die Untersuchung ausgewählter Parameter, die die in der Regel konfligierenden Ergebnisgrößen Wanddickenreduzierung und Ovalisierung beeinflussen. Ein optimiertes Modell wurde entwickelt, das den Verzicht auf eine Spannbacke und den Einsatz von Schalenelementen in der Simulation ermöglicht, während Volumenelemente nicht erforderlich sind. Der Einfluss von Parametern aus der Finite-Elemente-Methode wurde aufgezeigt, wobei die Rechenzeit nicht nur von der Anzahl der Elemente, sondern auch von der Netz-Ausrichtung abhängt. Weitere Faktoren sind die Anzahl der Elemente und die Wahl zwischen implizitem oder explizitem Code. Es wird empfohlen, den Biegeprozess vollständig zu simulieren, da kleine Änderungen in den geometrischen Parametern signifikante Unterschiede in der Wanddicke bewirken können. Bei Einschrittverfahren wird die Ovalisierung nicht berücksichtigt, obwohl diese in späteren Simulationen wichtig sein kann. Die Untersuchungen zeigen, dass nicht alle Faktoren, die die Wanddicke verändern, auch die Ovalisierung beeinflussen. Zudem wurden die Längenänderungen der Rohre untersucht, wobei die Änderungen am Außenbogen oft zu lang und am Innenbogen zu stark waren. Die Analyse der Prozesswärme ergab, dass während des Biegens eine nicht kritische Temperatur auftritt, sodass quasistatische Material