Abstract:

Ziel dieser Arbeit ist es, einen Modellierungsansatz zu entwickeln, welcher berechnungseffizient eine FEM-Simulation der makroskopischen Bauteilauswirkungen durch spanende Fertigungsprozesse erlaubt. Dabei soll nicht der Prozess der Spanbildung von Interesse sein, sondern das strukturmechanische Bauteilverhalten als Resultat der Belastungen aus dem Zerspanprozess. Mit Hilfe des FEM-Programms MSC.Marc Mentat (MSC.Software GmbH) sollen die durch Fräsprozesse hervorgerufenen thermomechanischen Belastungen und Beanspruchungen in Bauteilen dargestellt werden. Die Roh- und Fertigteilgeometrie sowie die zur Generierung letztgenannter benötigte Fräsbahn beziehungsweise der NC-Pfad sollen vorweg in dem CAD-Programm CATIA (Dassault Systèmes) erstellt werden. Anschließend kann innerhalb von MSC.Marc Mentat mittels der importierten Rohteilgeometrie und dem NC-Pfad die Bearbeitung des Bauteils durch sukzessives Löschen von Elementen realisiert werden. Die thermischen und mechanischen Lasten sind dabei als geeignete Randbedingungen aufzutragen. Um den Modellierungs- und Berechnungsaufwand gering zu halten, soll überprüft werden, welche Einflussparameter einer Fräsbearbeitung bei der Modellerstellung vernachlässigt werden können, ohne die Ergebnisgüte der Berechnung wesentlich zu verschlechtern.