Ringwalzen simulieren

Management Summary

Das Anwendungsmodul Simufact Forming Ringwalzen dient der Simulation von Ringwalzprozessen.

Ob Ringwalzen, Ringaufweitung, Axialwalzen oder Radwalzen, ob profilierte Ringe oder Ringe mit Rechteckquerschnitten: Mit Simufact Forming können Sie beliebige Ringwalzprozesse in allen Abmessungen und für die gesamte Bandbreite an Ringprodukten simulieren. Die Software unterstützt sowohl Kalt- als auch Warmwalzprozesse. Dabei stellt das Anwendungsmodul anhand des Ringwachstums geregelte Kinematiken bereit.

 

Nutzen Sie die Vorteile von Simufact Forming für Ihre Ringwalzprozesse:

  • kürzere Entwicklungszeiten mit weniger Versuchen
  • umfassendes Prozessverständnis
  • höhere Prozessstabilität und -qualität
  • Vorhersage der Bauteileigenschaften
  • Endkonturnahe Fertigung
  • höhere Maschinennutzung
  • optimale Abstimmung der einzelnen Prozessschritte
  • weniger Ausschuss
  • Vermeidung von Walzfehlern und Rissen

 

Modellierung kompletter Prozessketten

Mit Simufact Forming modellieren Sie die gesamte Prozesskette der Ringherstellung, beginnend mit der ersten Wärmebehandlung, dem Stauchen und Vorformen, dem Lochen, dem Ringwalzen bis zur Bearbeitung der Endgeometrie und einer abschließenden Wärmebehandlung.

Simufact Forming Ringwalzen ermöglicht dreidimensionale Simulationen. Über die Koppelung mit unserem Modul Wärmebehandlung werden auch die Eigenspannungen und Verzüge, die in einer nachfolgenden Wärmebehandlung in den Ring eingebracht werden vorhergesagt.

Simulationsvideos Ringwalzen

Erreichen Sie Ihre Optimierungsziele mit Simufact Forming Ringwalzen

Optmierungsziele

Abb. Ringwalzen, Umformgrad, diskrete Legende
Ringwalzen simuliert: Ergebnisgröße Umformgrad
  • Optimierung der Vorformgeometrie
  • Festlegung der erforderlichen Walzstrategie
  • Analyse von Kraft- und Energiebedarf
  • Anpassung des Rundlaufs
  • Höhere Maßhaltigkeit und Reduktion der Zuschläge für die spanende Bearbeitung
  • Vermeidung von Walzfehlern
  • Einhaltung der erforderlichen Temperaturbereiche
  • Erzielung einer konstanten Ringwachstumsgeschwindigkeit
  • Einstellung der geforderten Gefügestruktur

Werkstoffe und Sorten

Simufact Forming Ringwalzen berücksichtigt verschiedene Werkstoffe und Sorten

  • Kohlenstoffhaltige Stähle
  • Niedrig- und hochlegierte Stähle
  • Austenitische und Dualphasenstähle
  • Superlegierungen, z. B. Inconel, Hastelloy, Waspaloy, Incoloy, Nimonic
  • Nichteisenmetalle wie Titan, Aluminium und Kupferlegierungen

Funktionale Highlights Simufact Forming Ringwalzen

Die wichtigsten Funktionen von Simufact Forming Ringwalzen auf einen Blick:

  • präzise Ergebnisse durch die konsequente Verwendung von Hexaeder-Elementen
  • spezielle Vernetzungsalgorithmen und -strategien für das Ringwalzen
  • durchgängige Anwendung von elastisch-plastischer und thermomechanischer Kopplung im Materialmodell
  • dadurch höchst präzise Beschreibung des Spannungs-Dehnungszustands, der Eigenspannungen und schließlich der Geometrie
  • Modellierung von Gefüge- und Phasenumwandlungen
  • einfache Bedienung durch Vorlagen und Datenbanken, die fertigungsnahe Parameterdefinitionen bieten
  • präzise Modellierung der Tribologie durch innovative Reibmodelle
  • realistische Abbildung des Kontakts einschließlich des Schlupfs im Walzspalt
  • einzigartige Prozessmodellierung mit „Starrkörperbewegungen“, die wirklichkeitsnahe Werkstückbewegungen ohne Numerische Instabilitäten  und perfekter Volumenkonstanz des Werkstücks sicherstellt
  • die Verfahrensmodellierung kann im Hinblick auf die Anzahl der Werkzeuge und die Zahl der Bewegungsfreiheitsgrade und Randbedingungen beliebig komplex ausgelegt werden, ohne dabei seine Nutzerfreundlichkeit zu verlieren
  • die Regelung der komplexen Kinematik anhand des Simulationsfortschritts ermöglicht realistische Simulationsergebnisse
  • höchste Genauigkeit und Effizienz durch die Berücksichtigung schnell zu berechnender axial-symmetrischer 2D-Vorformen für die anschließende 3D-Berechnung
  • Automatische Verkettung aller Prozessschritte inklusive 2D- zu 3D-Übergang
  • schnelle 3D-Simulationen dank Parallelberechnung mit Mehrprozessor-Workstations und Clustersystemen und optimierter Ringvernetzungsstrategie

Beim Ringwalzen können Zentrier- und Axialwalzenpositionen und -geschwindigkeiten während der Simulation entsprechend dem Ringdurchmesser geregelt werden, ohne dass der Anwender hierfür die Positionen und Drehzahlen vorgeben muss.

Referenzen

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