Allgemeingültige Modellierung der Werkstoff- und Oberflächenveränderungen für die FEM-Simulation des Gesenkschmiedens von Kohlenstoffstählen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens; Dr.-Ing. Marcel Graf
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316273316

Für die thermomechanische Simulation soll ein Hauptaugenmerk auf der realen Zunderkinetik liegen, weil dies Einfluss auf die Vorgänge in der Umformzone hat. Im Rahmen der ersten Förderperiode erfolgte die Modellierung der Zunderschicht während der Umformung ohne ein Versagenskriterium. In realen Umformprozessen kommt es jedoch aufgrund kritischer Spannungen zum Aufplatzen oder Abgleiten der Zunderschicht. Für eine detaillierte Abbildung der lokalen Werkstofftemperatur und Reibungsverhältnisse, welche die Umformung signifikant beeinflussen, ist daher das Versagen der Zunderschicht bei der Umformung in der numerischen Simulation zu berücksichtigen. Für eine ganzheitliche Betrachtung der Prozesskette ist bereits die Zunderentstehung im Erwärmungsaggregat numerisch zu berücksichtigen und als Eingangsdaten für die Umformsimulation vorzudefinieren. Die Veränderungen der Werkstoffeigenschaften des Grundwerkstoffes als auch der Zunderschicht sind mittels Fortran-Subroutinen in das kommerzielle FE-Programm Simufact.Forming zu implementieren. Somit kann ein Beitrag für die Prozesskettensimulation in der Warmmassivumformung unter Berücksichtigung der Zunderentstehung, Gefügeumwandlung, des Tribo-Systems und der Zunderschädigung in Abhängigkeit der relevanten Parameter wie z. B. Temperatur und Legierungselementen geleistet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen