Untersuchung des Formänderungsvermögens duktiler Blechwerkstoffe unter nichtproportionaler Belasung mit Berücksichtigung des anisotropen Schädigungsverhaltens

Prof. Michael Brünig, Professur für Baumechanik, hat bei der DFG das Projekt "Untersuchung des Formveränderungsvermögens duktiler Blechwerkstoffe unter nichtproportionaler Belastung mit Berücksichtigung des anisotropen Schädigungsverhaltens" erfogreich eingeworben.

Laufzeit: 2021 - 2023
Förderer: 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 einerlinearen Grenzformänderungskurve nicht aus, da das verbleibende Umformvermögen sowie die Versagensart signifikant von derVerformungshistorie abhängen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll es ermöglicht werden, dasFormänderungsvermögen 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:

• Untersuchung verschiedener Werkstoffe unter nicht-proportionalen Dehnpfaden mit Änderung der Belastungsrichtung.
• 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.
• Die nicht-lineare Texturentwicklung hat einen signifikanten Einfluss auf die Entstehung von Mikroporen. Dieser bisher nicht untersuchte Effekt soll im Rahmen dieses Projektes näher untersucht werden.