Schubbeanspruchungen - Finite Elemente Modelle der Statik und Festigkeitslehre - page 403

Für das vorliegende Modell ergibt sich der Vorteil, dass nur im Blech Fließen eintritt
und die anderen Teile den geringfügigen Verformungen des HOOKEschen linearen
Anteils der Werkstoffkennlinie ausgesetzt sind. In den grafischen Ergebnissen nach
Tafel 6/16 wird sichtbar, dass für Stempel, Niederhalter und Schnittplatte optisch
kaum erkennbare Verformungen vorliegen, während das Blech deutlich verzerrt wird
und die Elementeverzerrungen in der Schnittzone sich Grenzwerten nähern.
Die Spannungszustände in der Schnittzone werden für 2 Schiebewege des Stem-
pels gezeigt. Bei einem Schiebeweg von 0,1 mm ist bereits im Blech zwischen den
Schneiden die Abschergrenze

τ aB = 390 N/mm 2 erreicht. Es ist also anzunehmen,
dass der Trennvorgang einsetzt und sich die Ronde aus dem Blech löst. Dieser Vor-
gang kann mit der FE-Methode nicht erfasst werden. Kritisch ist deshalb die Situa-
tion bei 1 mm Schiebeweg zu betrachten. Der abgebildete Zustand beruht auf der
Annahme des Materialzusammenhaltes, der aber möglicherweise nicht vorliegt. Es
überlagern sich 2 Ungenauigkeiten, die begrenzte Kenntnis des Trennvorganges und
die Grenzen der Modellerfassung.
Aus dieser Sicht sind auch die Werte für die Pressenkraft zu sehen. Näherungs-
weise wird die Schneidkraftberechnung beim Scherschneiden aus dem Produkt von
bezogener Scherfestigkeit mal der Scherfläche berechnet:
F S = τ aB · A Sch = 390 N/mm 2 · 251,3 mm 2 = 98 kN

A Sch = l S · s (Länge der Schnittlinie mal Blechdicke).
Beim Schiebeweg von 0,1 mm kann am Stempel (N1111) eine Schiebekraft von
ca. 69 kN ausgelesen werden. Für den Schiebeweg 1 mm (N1111) wurden vom FE-
System ca. 80 kN ermittelt. In der Größenordnung gibt es Übereinstimmung, eine
genauere Voraussage mit einem FE-Ansatz erfordert praktische Messungen vor al-
lem zum Verhalten des Werkstoffes.

6.4.3 Abscheren mit Biegung
Abscheren mit Biegung tritt immer im Zusammenhang mit dem Schneidspalt beim
Scherschneiden auf. Allerdings ist der Anteil der Biegespannungen wegen des klei-
nen Schneidspaltes geringfügig und meist nicht zu trennen von der allgemeinen
Spannungssituation. Dominierend wird der Biegeanteil, wenn mehrere Bauteile tan-
gential durch weiter auseinander liegende äußere Kräfte gegeneinander beansprucht
werden (Abb. 6.20. d). An den Verbindungsstellen ist dann der Spannungszustand
aus Scherspannungen und Biegespannungen von besonderem Interesse.
An einer einfachen Struktur gegeben durch 2 überlappende Stäbe, die miteinander
verbunden sind, lassen sich Zusammenhänge zeigen (Abb. 6.25.). Werden die Stäbe
beispielsweise durch Kleben miteinander verbunden, entsteht eine Konstruktion aus
3 Körpern. Der Klebstoff als eigenständiger Körper stellt dabei in den meisten Fäl-
len das schwächste Glied im Kraftfluss dar. Die dünne Schicht ist aber praktisch
einer Vernetzung nicht zugänglich, so dass indirekt der Spannungszustand an der
Verbindungsfläche ermittelt werden muss. Dazu wird die Verbindung zu einem ho-
mogenen, um die Plattendicke abgewinkeltem Körper, idealisiert. Diese Annahme
kann auch realistisch sein, denn moderne Verklebungen ermöglichen durchaus Fes-
tigkeiten, die den angrenzenden Bauteilen überlegen sind.