Einfluss des Spannungszustands beim Lochaufweitungsversuch auf das Umformverhalten von Stählen mit metastabilem Gefüge

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Bleck
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5303564

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Mit Hilfe des Lochaufweitungsversuches (LAV) wurde in dieser Arbeit untersucht, wie in Erweiterung zu dem hydraulischen Tiefungsversuch (Bulge-Test) eine Werkstoffcharakterisierung des Umformverhaltens von Stählen mit metastabilem Gefüge bei Aufstülpprozessen zu erreichen ist. Die Spannungszustände mit Zug-Druck-Komponenten, die höhere Schubspannungen aufweisen als die beim Bulge-Test auftretenden Zugspannungen, wurden hierbei berücksichtigt. Im Rahmen der numerischen FE Simulation des LAVs wurde die Anwendbarkeit von Fließkurven, die mit Hilfe einer Laseroptik während des Bulge-Tests aufgenommen wurden, sowie von Grenzformänderungsdiagrammen (FLD) und Grenzformspannungsdiagrammen (FLSD) zur Vorhersage der Umformgrenzen bewertet. Durch die Lochaufweitungsversuche in Kombination mit Flachzugversuchen und Bulge-Tests wurden für die untersuchten Stähle mit metastabilen Gefüge die Materialcharakterisierung und die Versagensvorhersage auch bei komplexeren Umformpfaden wesentlich erweitert. Der zu untersuchende Lochaufweitungsversuch stellt insofern eine Erweiterung der Bulge-Test Untersuchungen in Richtung des negativen Astes des Formänderungsdiagrame dar. Durch die Auswertung der Bulge-Tests wird eine Fließkurvenidentifikation ermöglicht, die auch für höhere Dehnungen anwendbar ist. Mit dem FLSD Kriterium ist ein robustes Versagenskriterium gegeben, welches auch für den LAV anwendbar ist. Die Kenntnisse ermöglichen industriellen Anwendern die Identifikation optimaler Prozessfenster für die neuen Werkstoffe z.B. die pressgehärtete Stähle und die gezielte Nutzung ihres potentiell hohen Umformvermögens.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Einfluss des Spannungszustandes bei Bulge- und Lochaufweitungsversuchen von Stählen mit metastabilem Gefüge. In: Tagungsband des Abschlusskolloquiums zum DFG - Schwerpunktprogramm 1074, Mai 2-3, 2005, Aachen, S. 135-142
  Uthaisangsuk, V.; Prahl, U.; Bleck, W.
  
• Stress based failure criterion for formability characterisation of metastable steels. 15th International Workshop on Computational Mechanics of Materials - IWCMM15, Düsseldorf, September 19-20, 2005
  Uthaisangsuk, V.; Prahl, U.; Bleck, W.
  
• Stress based failure criterion for formability characterisation of metastable steels. Computational Materials Science, Band 39 (1). 2007, S. 43-48
  Uthaisangsuk, V.; Prahl, U.; Bleck, W.
  
• Spannungsbasiertes Versagenskriterium zur Charakterisierung der Umformbarkeit. In: Tagungsband des 23. Aachener Stahlkolloquiums - 23. ASK, September 25-26, 2008, Aachen, S . 197-207
  Uthaisangsuk, V.; Prahl, U.; Bleck, W.