Einfluss des mehrachsigen Bauschingereffektes in der Kaltmassivumformung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die numerische Vorhersage von Produkteigenschaften wie Eigenspannungen, Schädigung und Kaltverfestigung, welche durch die Umformung beeinflusst werden, hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Eine aktive Beeinflussung und Ausnutzung der veränderten Bauteileigenschaften könnte die Ressourcen- und Energie-Effizienz von Kaltumformprozessen sowie die Leistungsfähigkeit der erzeugten Produkte deutlich steigern. Um diese Änderungen der Eigenschaften mittels Simulationen vorherzusagen und auszunutzen ist die exakte Einbeziehung des Werkstoffverhaltens der Werkstücke während der Umformung von größter Bedeutung. Das anisotrope Verfestigungsverhalten wird im Bereich der Kaltmassivumformung aktuell nur selten berücksichtigt, wodurch eine Vorhersage der Bauteilleistungsfähigkeit nicht möglich ist. Im Rahmen des Projektes wurden typische Werkstoffe der Kaltmassivumformung hinsichtlich ihres anisotropen Verfestigungsverhaltens bei großen Umformgraden charakterisiert. Die experimentellen Daten wurden genutzt, um konstitutive Modelle zu entwickeln, mit dem Ziel, alle relevanten Verfestigungsphänomene zu erfassen. Das Mehrflächenmodell von Yoshida-Uemori wurde angepasst und genutzt, um die Vorhersagegenauigkeit von Kaltumformsimulationen deutlich zu steigern. Bei Verwendung des Verfestigungsmodells in Simulationen verschiedener Kaltumformprozesse wurde gezeigt, dass die Fließspannung, Eigenspannungen und Prozesskräfte stark von einer Dehnpfadumkehr beeinflusst werden, welche durch konventionelle isotrope Verfestigungsmodelle nicht abgebildet werden können, wodurch die Vorhersagegenauigkeit der Simulationen deutlich gesteigert wurde.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Flow curves up to high strains considering load reversal and damage. International Journal of Material Forming, 12(6), 955-972.
Hering, Oliver; Kolpak, Felix & Tekkaya, A. Erman
-
Forming-induced anisotropy of product properties in cold extrusion. In: Proceedings of the METEC and 4th European Steel Technology and Application Days 2019, Düsseldorf, Germany.
Kolpak, F., Dahnke, C. & Tekkaya, A. E.
-
High Strain Flow Curves by Mechanical Tests on Specimens Pre-strained by Forward Rod Extrusion. In: Proceedings of the 52nd ICFG Plenary Meeting 2019, Donostia-San Sebastian, Spain.
Hering, O., Kolpak, F., Dahnke, C. & Tekkaya, A. E.
-
Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung von Stauchversuchen an Probenkörpern zur Charakterisierung von Werkstoffen sowie entsprechender Probenkörper, DE 10 2019 001 442 (02.03.2019)
Kolpak, F., Hering, O. & Tekkaya, A. E.
-
Consequences of large strain anisotropic work-hardening in cold forging. International Journal of Material Forming 14, S. 1463-1481.
Kolpak, F., Hering, O. & Tekkaya, A. E.
-
Large strain flow curves of sheet metals by sheet extrusion. CIRP Annals, 70(1), 247-250.
Kolpak, Felix; Traphöner, Heinrich; Hering, Oliver & Tekkaya, A. Erman
