Fast, physically-based algorithms for on-line calculations of texture and anisotrophy during fabrication of steel thin sheets

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Dierk Raabe, since 12/2010
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing ; Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
• Term: from 2006 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 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 Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1204: Algorythms for Fast, Material Specific Process-Chain Design and Analysis in Metal Forming
• Ehemalige Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Myrjam Winning, from 12/2010 until 12/2010