TY - CHAP

T1 - Abbildung des Werkstoffverhaltens von ferritischem Stahl in numerischen Modellen zur Darstellung von Blechmassivumformprozessen bei zyklischen Belastungspfaden

AU - Faßmann, Dennis

AU - Isik, K.

AU - Zeller, S.

AU - Beese, S.

AU - Ben Khalifa, Noomane

AU - Nürnberger, F.

AU - Schaper, Mirko

AU - Tekkaya, A. Erman

AU - Löhnert, Stefan

AU - Wriggers, Peter

N1 - Conference code: 2

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Im Fertigungsprozess der Blechmassivumformung können zyklische Lastpfade für die umformtechnische Herstellung von Funktionsbauteilen sinnvoll sein. Es wurde untersucht, wie sich zyklische Umformung von Feinblechstahl auf die Mikrostruktur auswirkt und ob diese Veränderungen durch numerische Modelle darstellbar sind. Für die Untersuchung der Texturentwicklung wurde ein Kristallplastizitätsmodell verwendet. Als Vergleichsgrundlage zwischen gemessener und berechneter Textur dienen Polfiguren. Weiterhin wird die duktile Schädigung im Werkstoff betrachtet. Ein Vergleich der Entwicklung der Mikrostruktur zwischen den numerischen Modellen und den experimentellen Ergebnissen ist auf Grundlage der verwendeten mikrostrukturellen Größen möglich. Die Veränderung der Textur bei zyklischer Umformung kann nachgewiesen werden. Sie ist durch die plastische Umformung weniger deutlich ausgeprägt, Orientierungsschwerpunkte verschwinden, die Richtungsabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften verändert sich. Diese Entwicklung ist durch das Modell der polykristallinen Mikrostruktur gut darstellbar. Die Veränderung der Textur kann qualitativ durch das Modell abgebildet werden. Die Orientierungsschwerpunkte der modellierten Polfiguren stimmen nicht exakt mit denen der experimentell ermittelten Polfiguren überein, die Auflösung von Orientierungsansammlungen ist jedoch deutlich erkennbar. Die wechselseitige Belastung führt demnach zu einer größeren Variabilität der Kornorientierungen. Neben den texturabhängigen, plastischen Eigenschaften des Materials wurde die duktile Schädigung experimentell und numerisch untersucht. Anhand chemischer, elektronenoptischer und statistischer Untersuchungen konnte ein Porenvolumenanteil für den ausscheidungsarmen DC04-Stahl ermittelt werden. Ein Abgleich dieser Volumenanteile mit den durch das Gursonmodell ermittelten Volumenanteilen zeigt eine gute tendenzielle Übereinstimmung. Bei zyklischer Umformung kommt es zunächst zur Entwicklung eines Porenvolumens im Werkstoff, der durch die vorhergehende Glühbehandlung porenfrei ausgeliefert wird. Dieses Volumen kann durch Stauchung verringert werden. Eine erneute Zugumformung führt zu einem beschleunigten Porenwachstum. Bei höheren Dehnungen von 20 % und 30 % wird der Porenvolumenanteil vom Gursonmodell als zu hoch berechnet.

AB - Im Fertigungsprozess der Blechmassivumformung können zyklische Lastpfade für die umformtechnische Herstellung von Funktionsbauteilen sinnvoll sein. Es wurde untersucht, wie sich zyklische Umformung von Feinblechstahl auf die Mikrostruktur auswirkt und ob diese Veränderungen durch numerische Modelle darstellbar sind. Für die Untersuchung der Texturentwicklung wurde ein Kristallplastizitätsmodell verwendet. Als Vergleichsgrundlage zwischen gemessener und berechneter Textur dienen Polfiguren. Weiterhin wird die duktile Schädigung im Werkstoff betrachtet. Ein Vergleich der Entwicklung der Mikrostruktur zwischen den numerischen Modellen und den experimentellen Ergebnissen ist auf Grundlage der verwendeten mikrostrukturellen Größen möglich. Die Veränderung der Textur bei zyklischer Umformung kann nachgewiesen werden. Sie ist durch die plastische Umformung weniger deutlich ausgeprägt, Orientierungsschwerpunkte verschwinden, die Richtungsabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften verändert sich. Diese Entwicklung ist durch das Modell der polykristallinen Mikrostruktur gut darstellbar. Die Veränderung der Textur kann qualitativ durch das Modell abgebildet werden. Die Orientierungsschwerpunkte der modellierten Polfiguren stimmen nicht exakt mit denen der experimentell ermittelten Polfiguren überein, die Auflösung von Orientierungsansammlungen ist jedoch deutlich erkennbar. Die wechselseitige Belastung führt demnach zu einer größeren Variabilität der Kornorientierungen. Neben den texturabhängigen, plastischen Eigenschaften des Materials wurde die duktile Schädigung experimentell und numerisch untersucht. Anhand chemischer, elektronenoptischer und statistischer Untersuchungen konnte ein Porenvolumenanteil für den ausscheidungsarmen DC04-Stahl ermittelt werden. Ein Abgleich dieser Volumenanteile mit den durch das Gursonmodell ermittelten Volumenanteilen zeigt eine gute tendenzielle Übereinstimmung. Bei zyklischer Umformung kommt es zunächst zur Entwicklung eines Porenvolumens im Werkstoff, der durch die vorhergehende Glühbehandlung porenfrei ausgeliefert wird. Dieses Volumen kann durch Stauchung verringert werden. Eine erneute Zugumformung führt zu einem beschleunigten Porenwachstum. Bei höheren Dehnungen von 20 % und 30 % wird der Porenvolumenanteil vom Gursonmodell als zu hoch berechnet.

KW - Ingenieurwissenschaften

KW - Kaltmassivumformen

KW - Blechumformen

KW - polykristallinier Stoff

KW - Feinblech

KW - zyklische Beanspruchung

KW - Verformungstextur

KW - Mikrogefüge

KW - Bruchdefhnung

KW - ferritischer Stahl

KW - Werkstoffmodell

UR - http://www.lft.uni-erlangen.de/index.php/en/publications/proceedings/34-2-workshop-blechmassivumformung

M3 - Aufsätze in Konferenzbänden

SN - 978-3-8752-5353-5

SP - 69

EP - 84

BT - Tagungsband zum 2. Erlanger Workshop Blechmassivumformung 2013

A2 - Merklein, M.

A2 - Behrens, B.-A.

A2 - Tekkaya, A. E.

PB - Meisenbach GmbH Verlag

CY - Bamberg

T2 - 2. Workshop Blechmassivumformung - 2013

Y2 - 13 November 2013 through 13 November 2013

ER -