Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen

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Projekte:

• Einsatz der CFD-Simulation zur Ermittlung der Kennlinie eines Rotationskolbenventils

Richard Krimm und Teguh Cahyono

Im Rahmen des von der DFG geförderten Projekts „Umformtechnische Herstellung von komplexen Funktionsbauteilen mit Nebenformelementen aus Feinblechen – Blechmassivumformung“ (DFG-Förderkennzeichen Transregio 73), wurde am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) in Zusammenarbeit mit einem Industriepartner ein Rotationskolbenventil zur Erzeugung
hochfrequenter Druckschwingungen für schwingungsüberlagerte Umformprozesse entwickelt. Hierbei wurden die numerischen Untersuchungen zur Ermittlung der strömungsmechanischen Eigenschaften im Ventil durchgeführt. Mit Hilfe des CFD-Codes ANSYS CFX soll der Durchfluss des Ventils in Abhängigkeit der Frequenz und der Druckdifferenz ermittelt werden. Der Fluidbereich des Rotationskolbenventils stellt einen statischen und einen rotierenden Bereich dar. Die Berechnung des Durchflusses zwischen diesen Bereichen wurde mittels Multiple Frames of Reference und General Grid Interface ermöglicht. Nach der Ermittlung der Kennlinie des Ventils soll am Auslass ein numerisch modellierter Hochfrequenzzylinder angeschlossen werden. Durch die Fluidbewegung wird der Zylinderkolben in Schwingungen versetzt. Die Aufzeichnung der Kolbenbewegung soll ebenfalls mit ANSYS CFX erfolgen. Die Zylinderbewegung wird dabei über eine Netzdeformation, dem sogenannten Mesh Deforming abgebildet. Aufgrund hoher Amplitude der Druckschwingungen wurde die Kompressibilität des Hydrauliköls in dem Simulationsmodell berücksichtigt. Die CFX-Simulationen sollen auch in Zukunft am RRZN durchgeführt werden.

Veröffentlichungen:

• Behrens, B.-A.; Krimm, R.; Hübner, S.; Cahyono, T.
  Flow Analysis of a Rotary Piston Valve with CFX Mesh Motion Techniques,
  Tagungsband INTECH 2010, International Conference on Innovative Technologies in Design,
  Manufacturing and Production, 14-16.09.2010, Prag
• Behrens, B.-A.; Hübner, S.; Krimm, R.; Wager, C.; Vucetic, M.; Cahyono, T.
  Development of a Hydraulic Actuator to Superimpose Oscillation in Metal-Forming Presses,
  SheMet 2011, 14th Int. Conference on Sheet Metal, 18-20.04.2011, Leuven