Sickenoptimierung zur Versteifung bombierter Blechgeometrien Wan-Gi Cha, M.Sc. Motivation Eines der möglichen Konstruktionsprinzipien zur Verbesserung der Steifigkeit, bzw. zur Gewichtseinsparung bei gleichbleibender Steifigkeit, ist das Einbringen von Sicken. Gestaltungsrichtlinien für die Entscheidung nach Art und Lage der Sicken sind vorhanden. Höhere Versteifungseffekte lassen sich durch numerische Optimierungsverfahren erzielen. Wandstärke: 1,3 mm Masse: 1,62 kg Unversickte Ölwanne nichtlinearen Dehnpfaden (Abbildung2) zulässige Geometrie- und Prozessparameter ermittelt, welche in den Optimierungsalgorithmus integriert werden. Abbildung-2: Vorhersage des Einschnürungspunktes für zwei bilineare Dehnpfade und Verifikationsergebnisse Ergebnisse ▼ Wandstärke: 0,25 mm Masse: 0,35 kg Versickte Ölwanne Abbildung-1: Versteifungseffekt sowie das Potential zur Gewichtsreduktion am Beispiel einer Ölwanne Der Algorithmus für die Sickenoptimierung ist jedoch unter Berücksichtigung von Fertigungsprozessen nicht ausreichend. Lösungsansatz Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wird daher ein Optimierungsverfahren in der Kooperation mit dem Institut für Produktentwicklung, Univ. Karlsruhe entwickelt. Der zu entwickelnde Optimierungsalgorithmus berücksichtigt den zweistufigen Fertigungsprozess bestehend aus Tiefziehen und Versicken. Durch numerische und experimentelle Versuche werden unter Berücksichtigung von Abbildung-3: Sickenprofile der optimierten Ölwanne Die Sickenverläufe werden kosteneffizient mit einem auf einem Optimalitätskriterium basierenden (OC) Verfahren ermittelt. Dadurch wird ein dünnwandiges Bauteil ohne Versagen hergestellt. In der Validierung werden die Torsions-, Biege- und Beulsteifigkeit des Bauteils geprüft. Fazit Die entwickelte Optimierungsmethode erlaubt es, praxisrelevante, dünnwandige Strukturen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Anforderungsprofile effizient zu optimieren. Die Validierungsphase neuer Produkte wird dadurch wesentlich verkürzt. Dieses Forschungsvorhaben wird gefördert von: Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen Prof. Dr.-Ing. W. Volk Technische Universität München Walther-Meißner-Straße 4 85748 Garching Telefon: +49.89.289-13791 Telefax: +49.89.289-13738 www.utg.de
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