AN ELASTOPLASTIC COUPLING ALGORITHM FOR THE SIMULATION OF INCREMENTAL METAL FORMING PROCESSES

The FEM simulation of incremental metal forming processes is still a chal- lenging task. We introduce an overlapping domain decomposition method to reduce the computational costs and to circumvent the need for sophisticated remeshing procedures. Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Wohlmuth ein Konzept er- stellt, das in der laufenden Antragsphase zusammen mit der Implementierung der Mortar-Methoden umgesetzt werden soll. Die Frage nach der Größe und Vernetzung der Umformzone wurde in der laufenden Antragsphase unter Be- trachtung der in der FEM berechneten Gradienten untersucht. Ferner wurden adaptive Finite Elemente Rechungen durchgeführt. Ein Beispiel hierzu ist in Bild 4 dargestellt. Es wird nur eine Umformbahn betrachtet, die zur Blechmitte hin 1 mm in das Blech eintaucht und zum Rand hin das Blech wieder entlas- tet. Die erforderliche räumliche Diskretisierung wurde mit Fehlerindikatoren nach Zienkiewicz /1/ bestimmt. Die Arbeiten belegen, dass örtlich große Gra- dienten der Zielgrößen eine adaptive Vernetzung erfordern. Bei den Arbeiten in der laufenden Antragsphase wurde als Anhaltspunkt für die notwendige Vernetzung der Umformzone festgestellt, dass das Verhältnis von Umform- kopfradius zu Elementkantenlänge ca. 50 betragen sollte, während die Ver- netzung außerhalb der Umformzone um einen Faktor 10 gröber sein kann. In der noch laufenden Antragsphase wird in der eigenen Arbeitsgruppe eine Look-up table erstellt, die a-priori Vorgaben über die erforderliche Netzdichte in Anhängigkeit von Prozessparametern enthält.