Finite Elemente Simulation von Massivumformvorgängen mit Berücksichtigung des Kontaktproblems und der radialen Anisotropie

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Umformtechnik der Universitat Stuttgart. Herrn Professor em. Dr. -Ing. Dr. h. c. Kurt Lange danke ich herzlich fur das mir entgegengebrachte Vertrauen, seine Anregungen und die wohlwollende Betreuung meiner Arbeit. Herrn Professor Dr. -Ing. habil. Bernd Kroeplin und Herrn Professor Dr. -Ing. habil. Klaus Poehlandt bin ich fur die eingehende Durchsicht der Arbeit sowie fur die wertvollen Anregungen zu Dank verpflichtet. Herrn Professor Dr. -Ing. Klaus Siegert, Direktor des Instituts fur Umformtechnik der Universitat Stuttgart, danke ich fur die grosszugige Unterstutzung bei der Durchfuhrung dieser Arbeit an seinem Institut. Mein Dank gilt ferner allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts fur Umformtechnik, die durch ihre Hilfe meine Arbeit unterstutzt haben. Die finanziellen Mittel zur Durchfuhrung dieser Untersuchung wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Volkswagen-Stiftung zur Verfugung gestellt. Fur diese Foerderungen bin ich ebenfalls zu Dank verpflichtet. Stuttgart, Dezember 1994 Dae-Kern KANG Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der Abkurzungen 11 o Zusammenfassung 13 1 Einleitung und AufgabensteIlung 15 2 Stand der Kenntnisse 17 2. 1 Loesungsmethoden in der Umformtechnik 17 2. 2 Finite-Elemente-Methode (FEM) in der Umformtechnik 19 2. 3 Kontaktproblem in der FEM 20 2. 4 Warmehaushalt bei Massivumformverfahren 22 2. 5 Plastische Anisotropie 23 3 Theoretische Grundlagen 25 3. 1 Das starr-plastische Stoffgesetz nach L ivy-Mises 25 3. 2 FE-Formulierung eines Umformvorgangs mit dem starr-plastischen Stoffgesetz 27 3. 2. 1 Extremalprinzipien 27 3. 2.