Die Blechumformung ist ein wichtiges Verfahren zur wirtschaftlichen Produktion von Blechteilen z. B. für den Automobilbau. Neben der Riss- und Faltenbildung stellt dabei die elastische Rückfederung, welche bei der Entnahme der Ziehteile aus der Presse aufgrund der Relaxation der elastischen Spannungen auftritt, eine Problematik im Entwicklungsprozess der Ziehanlage dar. Die Finite-Elemente-Methode hat sich in den letzten Jahren zu einem unverzichtbaren Werkzeug bei der virtuellen Entwicklung dieser Ziehanlagen entwickelt. Durch Berechnung der elastischen Rückfederung können mit entsprechenden Kompensationsmethoden die unerwünschten Effekte eliminiert werden. Numerische Beispiele haben allerdings gezeigt, dass diese Berechnung mit expliziten Programmen oft zu ungenauen Ergebnissen und bei einer zuverlässigeren impliziten Berechnung zu einem hohen Bedarf an Rechenzeit und Speicherplatz führt. Weiterhin sind die Annahmen der Schalentheorie nicht immer in allen Bereichen des Bauteils erfüllt. Basierend auf einer Volumendiskretisierung hoher Ordnung wird in dieser Arbeit eine effiziente und zuverlässige Berechnung der elastischen Rückfederung vorgeschlagen. Durch Formulierung mit Hexaederelementen können die Polynomgrade für jede der drei lokalen Elementkoordinaten und für jede Komponente des Verschiebungsfeldes unterschiedlich gewählt werden. Der Modellfehler, der jeder Schalentheorie anhaftet, wird bei dieser Methode durch einen besser beherrschbaren Diskretisierungsfehler ersetzt. Da bei der p-Version der FEM der Elementdurchmesser unverändert bleibt, wird die Blending-Funktionen-Methode zur genauen Beschreibung der Geometrie verwendet. Numerische Beispiele demonstrieren die Leistungsfähigkeit des Verfahrens.     «

Die Blechumformung ist ein wichtiges Verfahren zur wirtschaftlichen Produktion von Blechteilen z. B. für den Automobilbau. Neben der Riss- und Faltenbildung stellt dabei die elastische Rückfederung, welche bei der Entnahme der Ziehteile aus der Presse aufgrund der Relaxation der elastischen Spannungen auftritt, eine Problematik im Entwicklungsprozess der Ziehanlage dar. Die Finite-Elemente-Methode hat sich in den letzten Jahren zu einem unverzichtbaren Werkzeug bei der virtuellen Entwicklung die...     »

Metal forming is an economical method to produce sheet metals e. g. for the automotive industry. One important feature of forming metals is its spring back behavior, which means that the workpiece tends to relax the residual stresses from the plastic deformation stage by partly reversing its acquired shape. The finite element analysis of sheet metal forming processes is highly developed and frequently applied in deep drawing computations. By computing the elastic spring back, undesired effects can be eliminated by compensation methods. Numerical examples have shown that the computation of elastic spring back based on explicit finite element codes may yield unreliable results and the more reliable analysis with implicit codes is highly demanding in terms of computer resources. Moreover, it is questionable if the assumptions of the underlying shell-theory are fulfilled in the whole computational domain. To overcome these problems a new approach which allows to compute efficient and reliable approximations of the elastic spring back is presented in this thesis. It is based on a strictly three-dimensional high order solid finite element formulation for curved thin-walled structures. A hexahedral element is applied, allowing for an anisotropic Ansatz of the displacement field, where the polynomial degree of each separate component can be chosen individually and may also be varied in the three local directions of the element. The model error, inherent in each shell-theory turns into a discretization error, which can be readily controlled. Curved boundaries are taken care of by applying the blending function method. Several numerical examples demonstrate the efficiency and reliability of the proposed approach.     «

Metal forming is an economical method to produce sheet metals e. g. for the automotive industry. One important feature of forming metals is its spring back behavior, which means that the workpiece tends to relax the residual stresses from the plastic deformation stage by partly reversing its acquired shape. The finite element analysis of sheet metal forming processes is highly developed and frequently applied in deep drawing computations. By computing the elastic spring back, undesired effects c...     »