Numerische Prozessanalysen werden heute standardmäßig
zur virtuellen Prozessabsicherung der Herstellung
umgeformter Blechformteile eingesetzt. Die dabei
notwendige hohe Prognosegüte kann nur mit einer
hinreichend präzisen Materialmodellierung realisiert werden.
Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die Modellierung
des Fließverhaltens und der Werkstoffanisotropie. Zur
Charakterisierung des Werkstoffverhaltens existieren
zahlreiche Versuchs- und Auswertestrategien; diese werden
aufgrund des hohen Versuchs- und Rechenaufwands in der
industriellen Anwendung jedoch nur vereinzelt eingesetzt.
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine neuentwickelte
halbanalytische Methode zur Charakterisierung von
Fließortkurven sowie der Folgefließortkurven vorgestellt.
Dazu wurde eine Spannungsanalyse auf Messdaten
einer digitalen Bildkorrelation sowie ein Schnittlinienansatz
zur Berechnung innerer Kräfte entwickelt.
Durch Bilanzierung dieser inneren Schnittkräfte mit
gemessenen äußeren Prüfkräften werden Parameter eines
gewählten Materialmodells in einer inversen Analyse
identifiziert. Die Methode zur Parameteridentifikation
wurde zunächst an synthetischen und anschließend
an realen Experimenten untersucht. Es wurde eine
sequentielle Identifikationsstrategie aufgestellt, die an den
Blechwerkstoffen DX54, DP600 sowie AA5182 untersucht
wurde. Abschließend wurde die Methode mithilfe von
Validierungsversuchen hinsichtlich der identifizierten
Materialantworten überprüft.
Aktualisiert: 2020-12-10
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Die realitätsnahe Abbildung des Werkstoffverhaltens ist ein wichtiger Aspekt der numerischen Prozessauslegung mit Hilfe der Finiten-Element-Methode. Mit den Werkstoffen AA5182, AA6016, DC06, DX54 sowie DP600 werden ein tiefziehdominierter Kreuznapf und ein streckziehdominierter Stützträger numerisch und experimentell untersucht.
Die entwickelte Parameteridentifikation verbessert die Abbildungsgenauigkeit für Stahlwerkstoffe, die in Versuchen einen stark umformgradabhängigen Verlauf der Anisotropie aufweisen. Zur Bewertung werden die Größen Blechdickenverteilung und Flanscheinzug herangezogen.
Aktualisiert: 2019-10-09
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