FEM-Berechnung der Schneidkräfte einer Längsteilanlage bei unterschiedlichen Prozessparametern

Abstract

In dieser Arbeit werden die Kräfte beim Längsteilen von Aluminiumblech untersucht. Dafür werden zwei FEM-Modelle mit expliziter Dynamik in Ansys Workbench™ erstellt – ein zwei- und ein dreidimensionales. Zur Abbildung des Trennens wird Elementerosion mit der maximalen plastischen Vergleichsdehnung als Versagenskriterium genutzt. Anschließend wird mit dem zweidimensionalen Modell in einer Versuchsreihe der Einfluss des Schneidspalts und des Schneidkantenradius auf die Prozesskräfte untersucht. Dabei kann kein signifikanter Einfluss festgestellt werden. Das dreidimensionale Modell wird genutzt, um den Einfluss der Blechdicke und der Materialfestigkeit auf die Belastungen zu ermitteln. Beide Simulationsmodelle liefern plausible Ergebnisse, die aber weder miteinander verknüpft noch abschließend validiert werden können.

In this thesis, the cutting forces during slitting are investigated. For this purpose, two different FEM simulations with explicit dynamics are built in Ansys Workbench – one twodimensional and one three-dimensional model. Element erosion with equivalent plastic strain as the failure criterion is implemented to simulate the separation. Then, using the two-dimensional model, the influence of the knife clearance and edge radius on the process forces is investigated in a series of simulation runs. No significant influence can be found. The three-dimensional model is used to determine the influence of sheet thickness and material strength on the loads. Both simulation models provide plausible results, but these can neither be linked to each other nor conclusively validated.