Simulation des Wickelns von Bandhalbzeugen aus Aluminium

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Ziel dieser Arbeit ist es, einen Beitrag zum Verständnis des Wickelprozesses und der im Coil stattfindenden Veränderungen, wie sie durch den Wickelprozess verursacht werden, zu leisten. Besonderer Wert wird auf die Anwendbarkeit der Simulationsmodelle auf reale, der industriellen Praxis entsprechende Wickelprozesse, gelegt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Weiterentwicklung von Simulationsmethoden und der Ermittlung der benötigten Werkstoffdaten. Wesentliches Merkmal des Wickelprozesses ist, dass er einen Eigenspannungszustand im Wickelkörper erzeugt. Dieser Eigenspannungszustand führt einerseits dazu, dass das Coil Eigenstabilität gewinnt, wodurch eine problemlose Handhabung erst ermöglicht wird, andererseits können ungünstige Spannungszustände aber auch die oben beschriebenen unerwünschten Veränderungen am Produkt verursachen. Im Rahmen dieser Arbeit werden zunächst kurz die anlagentechnischen Voraussetzungen des Wickelprozesses erläutert. Grundsätzliche Überlegungen zur Stabilität des Coils schließen sich an, bevor mögliche Fehlererscheinungen, die am Coil selbst oder am Band in Folge des Wickelns beobachtet werden können, dargestellt werden. Anschließend wird ein Prozessmodell für das Wickeln von Bändern aus metallischen Werkstoffen entwickelt und verifiziert. Ein solches Prozessmodell ermöglicht es, kritische Parameter für den jeweiligen Wickelprozess zu identifizieren und dadurch in der Praxis auftretende Probleme mit dem im Coil vorliegenden Eigenspannungszustand in Zusammenhang zu setzen. Anders als in der veröffentlichten Literatur, wird die axiale Ausdehnung des Coils explizit berücksichtigt.