Vorhersage des Formänderungsvermögens von Blechwerkstoffen

28 Juni 2021

Prof. Dr.-Ing. Michael Brünig, Professor für Baumechanik, hat bei der DFG das Projekt „Untersuchung des Formveränderungsvermögens duktiler Blechwerkstoffe unter nicht-proportionaler Belastung mit Berücksichtigung des anisotropen Schädigungsverhaltens“ erfolgreich eingeworben.

Laufzeit: 01.07.2021 bis 30.06.2023
Förderer: Deutsche Forschungsgemeinschaft e. V. (DFG) - DFG-Sachbeihilfe

Die Bestimmung des Formänderungsvermögens von Blechwerkstoffen ist ein wichtiger Schritt in der Auslegung von Blechbauteilen. Da komplexe Bauteile eine nicht-lineare Verformungshistorie haben, reicht eine Beschreibung mittels einer linearen Grenzformänderungskurve nicht aus, da das verbleibende Umformvermögen sowie die Versagensart signifikant von der Verformungshistorie abhängen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll es ermöglicht werden, das Formänderungsvermögen nach nicht-proportionalen Dehnpfaden mit einer Änderung der Belastungsrichtung vorhersagen zu können.
Hierfür werden zwei Werkstoffe, AA6xxx und DP600, systematisch untersucht um Erkenntnisse zu deren Umformvermögen sowie deren Versagen nach komplexer Verformungshistorie zu gewinnen. Mit Hilfe von numerischen Simulationen wird ein Schädigungsmodell erstellt, welches das Umform- und Versagensverhalten dieser Werkstoffe abbilden soll und somit eine numerische Analyse des Werkstoffverhaltens ermöglicht. Die wesentlichen Ziele des Forschungsvorhabens umfassen hierbei:

• Identifizierung des Einflusses der Umformhistorie, der Belastungsrichtung sowie des Spannungszustands auf die Umformfähigkeit und die mechanischen Kennwerte der gewählten Materialien.
• Systematische Unterscheidung und Nachweismethode zur Unterscheidung zwischen Einschnürversagen und Scherversagen mit Anpassung der zeitabhängigen Auswertemethode.
• Ableiten eines kritischen Verhältnisses zwischen der Vordehnung und einem Belastungsrichtungswechsel, ab welchem ein Scherversagen anstatt eines Einschnürversagens mit einhergehendem Verlust der Umformfähigkeit auftritt.
• Bestimmung des Einflusses eines Entlastungsschrittes und der damit einhergehenden Relaxation des Materials zwischen den Umformoperationen auf das Versagensbild

^{Bild: gettyimages / PhonlamaiPhoto}