Finite Elemente
Finite Elemente sind die einzelnen Teilbereiche, in die ein komplexes Berechnungsmodell bei der Finite-Elemente-Methode (FEM) zerlegt wird. Durch die numerische Berechnung des Verhaltens dieser Elemente lässt sich untersuchen, wie sich Bauteile, Werkstoffe und Fertigungsprozesse unter definierten Bedingungen verhalten.
In der Kaltumformung ermöglicht die FEM beispielsweise die Simulation von Materialfluss, Umformkräften, Spannungen und Dehnungen. Dadurch können Bauteilgeometrien und Umformprozesse bereits vor der Werkzeugfertigung analysiert und optimiert werden.
Bei MN Kaltformteile wird die Finite-Elemente-Simulation zur Bauteil- und Prozessoptimierung sowie zur Absicherung der Herstellbarkeit eingesetzt.
Finite Elemente in der Kaltumformung
Bei der Entwicklung komplexer Kaltformteile lässt sich der geplante Umformprozess mithilfe der Finite-Elemente-Methode bereits vor der Werkzeugfertigung virtuell untersuchen. Dabei wird simuliert, wie sich der Werkstoff während der einzelnen Umformstufen verhält und wie er in die gewünschte Bauteilgeometrie fließt.
Analysiert werden können unter anderem Materialfluss, mechanische Spannungen, Dehnungen, plastische Verformungen, Temperaturverteilungen, Kontaktspannungen, Reibung und Restspannungen. Auch die erforderlichen Umformkräfte können beispielsweise mithilfe von Kraft-Weg-Diagrammen bewertet werden.
Die Simulation ermöglicht es, kritische Bereiche eines Bauteils oder Umformprozesses frühzeitig zu erkennen. Auf dieser Grundlage können beispielsweise Bauteilgeometrie, Umformfolge und Werkzeugauslegung angepasst werden, bevor die entsprechenden Werkzeuge gefertigt und erste reale Versuche durchgeführt werden.
MN Kaltformteile setzt Finite-Elemente-Simulationen seit mehr als 30 Jahren zur Entwicklung und Optimierung anspruchsvoller Kaltformteile und der dazugehörigen Fertigungsprozesse ein.
„Mit der FEM beginnt die Entwicklung eines Kaltformteils nicht erst am Werkzeug, sondern bereits im virtuellen Umformprozess.“
Finite Elemente: Fragen und Antworten
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Was sind Finite Elemente?
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Was ist eine FEM-Simulation?
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Welche Vorteile bietet FEM beim Kaltfließpressen?
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Kann mit FEM die Herstellbarkeit eines Kaltformteils geprüft werden?
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Wie setzt MN Kaltformteile FEM ein?
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