LEBENSDAUER

Beispiel: Lebensdauerberechnung

 

 

Aufgrund der heutigen industriellen Anforderungen werden in der blechverarbeitenden Industrie, insbesondere im Automobilbau, vermehrt hoch- und höchstfeste Blechwerkstoffe eingesetzt. Das Scherschneiden dieser Werkstoffe führt zu einer erhöhten Belastung der Pressen. Aus der Industrie sind Fälle bekannt, in welchen Pressen frühzeitig infolge der erhöhten Belastungen versagten. Um in Zukunft Versagensfälle zu vermeiden, müssen die spezifischen Belastungen beim Scherschneiden während der Konstruktion zukünftiger Pressen berücksichtigt werden. Daher war es notwendig, die gestiegenen Pressenbelastungen genauer zu analysieren und die Ergebnisse bei der Lebensdauerberechnung von Pressenkomponenten zu berücksichtigen.

Am IFUM wurde ein hybrides Mehrkörpersimulationsmodell einer im Versuchsfeld vorhandenen Schnellläuferpresse erstellt. Die Finiten Elemente Methode wurde zur Vernetzung der Pleuel, des Stößels, des Pressenrahmens und der Exzenterwelle herangezogen. Mit Hilfe der FE-Netze wurden die Elastizitäten der genannten Komponenten im Rahmen der Mehrkörpersimulation berücksichtigt. Das Simulationsmodell der Presse wurde mit Hilfe umfangreicher Messungen validiert. Dabei wurde eine sehr gute Übereinstimmung zwischen dem auf Konstruktionsdaten basierenden Pressenmodells und den Messergebnissen erreicht. Anschließend wurde das Mehrkörpersimulationsmodell mit einem Softwarepaket zur Lebensdauerberechnung gekoppelt. Mit Hilfe der gekoppelten Simulation wurde die Lebensdauer der im Rahmen der Mehrkörpersimulation als elastisch betrachteten Komponenten unter dynamischer Belastung bestimmt. Zur Validierung der Lebensdauerberechnung wurden mit Hilfe der gekoppelten Simulation Probestrukturen ausgelegt. Im Rahmen von Schneidversuchen an der realen Presse erfolgte deren Belastung bis zur Rissinitiierung.

VERÖFFENTLICHUNG

Zusammenfassung der Veröffentlichung folgt in Kürze

„Fatigue analysis of a mechanical press by means of the hybrid multi-body simulation"

B.-A. Behrens, R. Krimm, M. Kammler, J. Schrödter, C. Wager (2012); Production Engineering, Volume 6, Nummer 4-5, Seiten 421-430