Beispiel Blechbiegen

Die Simulation von Umformvorgängen spielt immer öfter eine entscheidende Rolle im Rahmen einer Produktentwicklung, da diese nicht zu vernachlässigende Eigenspannungen im Bauteil verursachen.

Ein einfaches Beispiel hierfür ist das Biegen eines Bleches. Wird ein Blech um eine Kante (Biegeradius = Blechdicke) gebogen, so entstehen Eigenspannungen, die die Höhe der Streckgrenze des Materials erreichen können. Auch das Rückfedern des Bauteils bzw. das notwendige ‚Überbiegen‘ des Bauteils ist mit Hilfe von nichtlinearen FEM-Berechnungen vorhersagbar.

Nebenstehende Abbildungen zeigen die Spannungen zufolge des Biegens und der anschließenden Entlastung.

Es zeigen sich

 

· Druckspannungen an der Innenseite und Zugspannungen an der Außenseite beim Biegen (oberes Bild)

· Zugspannungen (!) an der Innenseite (unteres Bild) nach dem Öffnen des Werkzeuges infolge der elastischen Rückfederung

 

Die größte Herausforderung bei derartigen Analysen stellen die geeigneten Materialdaten des Werkstoffes sowie das entsprechende Materialgesetz dar. Daher empfiehlt sich bei einer Werkstoffänderung ein Abgleich der Simulation mit einem Versuch. CAE Simulation & Solutions hat derartige Eigenspannungsberechnungen bereits mehrfach erfolgreich eingesetzt.