Schnelle, physikalisch-basierte Algorithmen zur prozessbegleitenden Berechnung von Textur und Anisotropie bei der Feinblech-Herstellung aus Stahl

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dierk Raabe, seit 12/2010
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 29467312

Die schnelle, prozessbegleitende Berechnung von Textur und Anisotropie im Verlauf von mehrstufigen Uniform- und Wärmbehandlungsverfahren ist bisher aufgrund der komplexen metallkundlichen Zusammenhänge hinter diesen tensoriellen Merkmalen mit empirischen Modellen nicht möglich. Im vorliegenden Antrag soll erstmals ein Hybridansatz zur prozessbegleitenden Textur- und Anisotropiesimulation am Beispiel der Herstellung von Feinblech aus niedriglegiertem ferritischem Stahl für den Prozess des mehrstufigen Kaltwalzens und der abschließenden Weichglühung entwickelt werden. Er beruht auf drei Strängen: Strang A beinhaltet die eigentlichen Algorithmen zum direkten Einsatz für die schnelle, prozessbegleitende Berechnung von Textur und Anisotropie und basiert auf zwei aufeinander aufbauenden Modellen. Das erste ist ein Künstliches Neuronales Netzwerk für die Walztexturentwicklung und das zweite ist ein analytischer, Avramibasierter Texturkomponenten-Ansatz für die Rekristallisation. Beide Ansätze basieren auf der Evolution diskreter Sätze von Texturkomponenten als Funktion der Prozessparameter. Strang B beinhaltet eine umfangreiche Texturdatenbank aus industriell gefertigten Proben zum Training des Netzwerkes und zum Anpassen freier Parameter des Rekristallisationsmodells. Strang C beinhaltet zwei metallphysikalische Modelle: für den ersten Prozessteil (Kaltwalzen) wird eine Texturkomponenten-Kristallplastizitäts-FE Methode und den zweiten Prozessteil (Rekristallisation) ein Zellulärer Automat eingesetzt. Diese dienen nicht der direkten prozessbegleitenden Simulation, sondern nur zum Training des Netzwerkes bzw. zum Anpassen freier Parameter.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1204: Algorithmen zur schnellen, werkstoffgerechten Prozesskettengestaltung und -analyse in der Umformtechnik
• Ehemalige Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Myrjam Winning, von 12/2010 bis 12/2010