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Entwicklung modelladaptiver Simulationsmethoden für umformtechnische Prozesse zur Herstellung komplexer Funktionsbauteile mit Nebenformen

Arbeitsgruppe:AG Modellierung und Wissenschaftliches Rechnen
Leitung: Prof. Dr. Andreas Rademacher ((0421) 218 63831, E-Mail: arademac@uni-bremen.de)
Heribert Blum
Bearbeitung:
Projektförderung: Teilprojekt A5 im DFG-SFB/TR 73 Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen - Blechmassivumformung –
Projektpartner:
Laufzeit: 01.01.2012 - 31.12.2016
Bild des Projekts Entwicklung modelladaptiver Simulationsmethoden für umformtechnische Prozesse zur Herstellung komplexer Funktionsbauteile mit Nebenformen In der ersten Förderperiode wurden grundlegende Techniken zur Realisierung von modelladaptiven Algorithmen in der Simulation von umformtechnischen Prozessen entwickelt. Aufbauend auf der Formulierung von angemessenen Modellhierarchien in Kooperation mit den Teilprojekten C1, C2, C3 und C4 erfolgte die Herleitung von zielorientierten a posteriori Fehlerschätzern für den Modellfehler unter Verwendung der „dual weighted residual“ (DWR) Methode. Diese wurden dann im Rahmen von adaptiven Algorithmen genutzt, um den Modell- sowie Diskretisierungsfehler ausbalanciert zu reduzieren. Weiterhin sind erste Untersuchungen im Hinblick auf dimensionsadaptive Verfahren sowie Vorarbeiten zum Technologietransfer in kommerzielle Finite-Elemente (FE)-Programme durchgeführt worden. Die wesentlichen Ziele in der zweiten Projektphase bestehen in der Weiterentwicklung und Erweiterung der in der ersten Phase hergeleiteten modelladaptiven Techniken. Der erste Schwerpunkt liegt auf der Herleitung von a posteriori Fehlerschätzern im Rahmen der DWR Methodik, die den in gekoppelten, z. B. thermoplastischen, Problemen durch die (teilweise) Vernachlässigung der Kopplung hervorgerufenen Modellfehler schätzen. Damit wird dann die Kopplung adaptiv an die jeweiligen Anforderungen angepasst. Diese Techniken kommen abschließend zusammen mit den bereits in der ersten Phase entwickelten Algorithmen zur Modell- und Netzadaptivität zum Einsatz. Der Fokus in der zweiten Hälfte der Förderphase ist auf dimensionsadaptive Algorithmen gerichtet. Hier wird zunächst die Kopplung von sogenannten volumenartigen Schalen- mit Volumenelementen anhand eines einfachen Modellproblems untersucht. Dabei basiert die Auswahl des Elementtyps auf zielorientierten a posteriori Fehlerschätzern. Im zweiten Schritt wird dann die Konvertierung zwischen den beiden Elementtypen betrachtet. Den Abschluss bildet die Anwendung auf technologisch relevante Modellierungen. Neben den methodenwissenschaftlichen Zielen ist ein wesentlicher Arbeitspunkt der Technologietransfer der entstandenen Algorithmen in kommerzielle FE-Software, um sie so den anderen Anwendern im SFB/Transregio (Teilprojekte A1, A2, A4) zugänglich zu machen. Dabei sind insbesondere auch neue Modellierungsansätze aus den Teilprojekten C1, C2, C3 und C4 mit zu berücksichtigen.