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Ungefähr wieviel Prozent der Fertigungskosten werden während der Forschung und Entiwcklungsphase definiert?
ca. 70%
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Definieren Sie Simulation ! (VDI-Richtlinie 3633)
Nachbilden eines Systems mit seinen dynamischen Prozessen in einem experimentierfähigen Modell, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit uebertragbar sind.
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Unterscheiden Sie Physikalische und Virteulle Modelle!
- Physiklaische Modelle: Ausnutzen von geometrischer Ähnlichkeit, Verwendung von Modellwerkstoffen, z.B. Blei, Plastilin
- Virtuelle Modelle: Anlaytische VErfahren, mathematische-numerische Verfahren (FEM), Geomeetrische numerische Verfahren (Einschrittverfahren)
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Zeichnen Sie eine typisches Spannungs-Dehnungsdiagramm einer Metallumformung!
- Spannungs-Dehnungs Kurve
- Reversibel-elatischer Bereich
- irreversibel plastischer Bereich
- Elastische Rückfederung bei Entlastung
- Bruch bei Erreichen des Formänderungsvermögens
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Schreiben Sie die Formel zur logarithmischen Formänderung φ auf!
- σy=σ0eφ
- φ=ln(εpl+1)
- εpl=ε-σ0/E
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Welche Komponente beinhaltet ein Stofgesezt mindestens zur Beschreibung der Metallplastizität?
- Fließbedingung
- Verfestigungsgesetz
- Fließregel
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Was führt bei der Kaltumformung zu einer Reduzierung der FLießspannung?
Dissipation der Umformarbeit führt zu Temperaturerhöhung--> führt zu Reduzierung Fließspannung
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Was führt zu einer Erhöhung der Fließspannung bei der Warmumformung?
Wärmeübergang an WErkzeug und Umgebung führt zu Temp.reduktion-->führt zu Erhöhung Fließspannung
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WElche Anforderungen gibt es an eine virteullle Simulationsmethode in der Umformtechnik?
- Näherungsweise räumlich/zeitlich aufgelöste Abbildung der Physik
- Anwendbarkeit beliebiger Geometrien
- Vorhersage des Stoffflusses
- Bewertung der Machbarkeit: Formaenderungsvermoegen,Kraftbedarf
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Nenne einige MErkmale der FEM!
- Lösung erfolgt lokal aufgelöst in den einzelne finiten Elementen
- Alle Geometrien, die sich vernetzen lassen lassen sich berechnen
- Lokale Größen werden in jedem ELement berechnet(spannung/DEhnung)
- Globale Größen können durch Summation berechnet werden
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Was enthalten die VErknüpfungspunkte und wie heißen diese?
Sie heißen Knotenpunkte und sie verbinden die einzelnen Elemente und Randbedigung sind in ihnen eingekoppelt
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Wo für wird die lineare Statik genutzt?
- Berechnung von VErformungen und Reaktionskraften
- Dehungen und Spannungen aus Nachlaufrechnung
- Erfordert Kraft. und Verschiebungsrandbedingungen als Eingangsgrößen
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Was wird in der Linearen Dynamik berechnet?
- Berechnung von Eigenformen und Eigenfrequenzen(Modalanalysen)
- Berechnung von Schiwngungsformen, Amplituden/Phasenverschiebungen
- Erfordert Kraft und ggf. Verschiebungsrandbedingungen als EIngangsgrößen
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Was wird in der thermischen Analyse berechnet?
- Stationäre Berechung von Temperaturfeldern und Wärmeströmen
- Transiente Brechung zeitlicher veränderlicher Temperaturfelder und Wärmeströme
- Thermische Spannungsrechnung von Spannungen und Reaktionskraeften auf Grund thermischer Dehnungen
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Wie werden Strömungsberechnungen durchgeführt?
- Stationaere Berechnung von Geschindigkeitsfeldern und MAsstenströmen
- Berechnung zeitlich veränderlicher Geschwindigkeitsfelder und MAsstenströmeTransiente Berechnung von Drucklasten
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Was wird im Schritt des Preprocessing festegelegt?
- Geometrien importieren/generieren
- Räumliche/zeitliche Diskretisierung
- Definition von Analyseparametern
- Definition von Modellparametern
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Nenne die Aufgaben des Postprocessing!
- Überprüfung der definierten Lasten und Randbedinungen
- Plausibilitäsprüfung der Ergebnisse
- Interpretation der Ergebnisse
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Nenn die Verfahrensschritte bei der FEM Berechung!
- Diskretisierung
- Ermittlung der Elementeigenschaften
- Ermittlung der Systemeigenschaften
- Idealisierung
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Was beinhaltet die Diskretisierung in der FEM-Berechung?
Kontinuierliches Gebiet wird in kleine abgeschlossene Gebiete unterteilt (FE);kontinuierliche Zielfunktion wird durch endliche viele skalare Unbekannte an den lementknoten angenähert, zeitlcher Verlauf wird in diskrete Zeit-oder WEgschritte unterteilt
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Was beinhaltet die Ermittlung der Elementeigenschaften?
FOrmulierung der plastomechanischen Grundgleichungen für jeden Knotenpunkt ds einzelnen Elementes
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Was sind isoparametrische lineare Elemente?
- sie enthalten keine Kantenmitten- und MittenKnoten (dreieck Viereck)
- Vorteil: die Verschiebungen im Element und die Ortskoordinaten werden mit den gleichen Formfunktionen angenähert
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Was ist der Unterschied einer Anfangs/-randbedingung im Laufe des Simulationsprozesseses?
- Anfangsbedigungen: Zustand des Bauteils zu Beginn- Eigenschaften werden den Elementen und Knoten zugeprdnet, können sih jedoch im Lauf der Simulaion ändern (Temperatur)
- Randbedinugungen: gelten über den gesamten Simulationsprozess
- Freihaeitsgrade der Bewegung der Knoten/Elemente am rand des Bauteils(lagerung)
- Freiheitsgrade der bewegung Werkzeuge
- Reibung zwischen werkzeug/werksueck
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Beschreiben Sie das Reibgesetz nach Coulomb und schreiben sie Fromel auf!
- Zusammenhang zwischen kontaktnormalspannung und Reibschubspannung über Proportionalitätsfaktor (reibwert)
- τR=μ*σN
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Warum ist das Reibgesetzt nach Coulomb für Massivumformverfahren nicht geeignet? Was für ein gesetzt wird bei Massivumformung genutzt?
- Reibung nach Coulumb nur gültig für niedrige Kontaktnormalspannungen meist nur gültig Bleich umformverfahren. Bei Massivumformen treten hohe Kontaktnormallspannungen auf.
- Daher bei großen Umformgraden Reibfaktorgesetz
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Lineare FEM und nicht lineare FEM werden in verschiedenen Bereichen verwendet nennen Sie diese!
- lineare FEM nur im elastischen Bereich
- nicht lineare FEM: bei Metallumformungen treten Formänderung weit über Elasitizitätsgrenze auf
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Nennen Sie Anforderungen für Umformprogramme!
- Einfache Bedienung
- Hohe Flexibilität
- Kurze Antwortszeiten
- Realitätsnahe Ergebnisse
- Eindeutige Interpretierbarkeit
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Nennen Sie die in der Simulation herangezogenen thermischen Vorgänge!
- Dissipation der Umformenergie in Wärme
- Dissipation der REibungsenergie in Wärme
- Wärmeleitung zwischen WErkzeugen und WErkstück durhc Kontakt
- Wärmeleitung an die Umgebung durch Strahlung Konvektion
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