Beschreibung
Umweltschutz und ergonomische Arbeitsplatzgestaltung machen es erforderlich, die Schallemissionen von Maschinen und Bauteilen weiter zu reduzieren. Das führt zu einem steigenden Einsatz von schwingungsdämpfenden Verbundblechen, die im Querschnittsaufbau aus Stahl/viskoseelastischer Kernschicht/Stahl bestehen. Im Vergleich zu einem Vollblech gibt es veränderte Umformeigenschaften, die eine Anpassung der Fertigungsparameter notwendig machen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollte zur Bestimmung dieser Parameter ein Simulationsverfahren entwikkelt werden, das eine gesicherte Voraussage des Umformverhaltens ermöglicht. Verschiedene Simulationsmodelle, die auf der Finite-Elemente-Methode (FEM) basieren, wurden im Hinblick auf Umformtechniken für Stahlverbundbleche bewertet.
Im Rahmen dieser Untersuchungen erwies sich ein Modell, bei dem die viskoseelastische Kernschicht durch “Federelemtene” beschrieben wird, als wirklichkeitsnah und durchgängig verwendbar. Neben der einfachen Bestimmung der benötigten Kennwerte ist mit diesem Simulationsmodell das Umformverhalten von Stahl-Verbundblechen in Biege- und Tiefziehprozessen umfassend zu beschreiben. Für das Biegen lassen sich die Rückfederung und damit der erforderliche Gesenkwinkel und die Prägekraft bestimmen. Für das Tiefziehen können Blechhalterkraft und Reibung berechnet werden. Darüber hinaus können mit diesem Modell neben der Formänderung im Blech sich die Schenkeldurchbiegung, der Deckblechversatz und die Zonen einer möglichen Faltenbildung bestimmt werden.
Der Vergleich der Rechenergebnisse mit experimentellen Untersuchungen an Modellbauteilen ergab, daß das erarbeitete Simulationsmodell und die damit ermittelten Kennwerte zielführend eingesetzt werden können. Damit ist es möglich, schon in der Konstruktionsphase eine Machbarkeitsstudie durchzuführen und die wichtigsten Prozeßparameter zu bestimmen. Dies wurde durch die Simulation der Umformung von industriell aus Verbundblech gefertigten Bauteilen bestätigt.
Die schließlich mit diesen versuchsweise aus Stahlblechverbunden hergestellten Bauteilen durchgeführten schalltechnischen Untersuchungen zeigen, daß die Verwendung von schwingungsdämpfendem Verbundblech zu einer deutlichen Minderung der Schallemissionen von Maschinen und anderen Geräuschquellen führen kann.
STUDIENGESELLSCHAFT STAHLANWENDUNG e.V.
Veröffentlichung:
1995
Autoren:
Dr.rer.nat. M. Büscher, Dr.-lng. E.-J. Drewes, Prof. Dr.-lng. E. von Finckenstein, Dipl.-Ing. L. Keßler, Dr. -Ing. W. Nester, Dr.-lng. V. Steininger, Dr.-lng. H. U. Weigel
