Quantitative Beschreibung der Kaltumformbarkeit von Stahlfeinblech mittels Schädigungskurve

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sebastian Münstermann
• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 98959710

Die durchgängige Modellierung von Werkstoffherstellung, -verarbeitung und Einsatz im Bauteil bietet die Möglichkeit zur Entwicklung von maßgeschneiderten Werkstoffen, Prozessen und Bauteilen. Wenn schädigungsmechanische Ansätze Bestandteile dieser durchgängigen Simulationswerkzeuge werden sollen, müssen sie den Einfluss des Gefüges auf das Versagensverhalten quantitativ beschreiben. Für den hier betrachteten Fall des duktilen Versagens von Stahl bieten mikromechanische Schädigungsmodelle diese Möglichkeit, weil sie die Evolution der durch mechanische Beanspruchung hervorgerufenen Schädigung im Gefüge beschreiben und die durch diese Schädigung verursachte Werkstoffentfestigung durch ein modifiziertes Fließpotenzial berücksichtigen. Nachteilig an diesen Schädigungsmodellen ist jedoch, dass ihre Anwendbarkeit auf einen bestimmten Spannungsmehrachsigkeitsbereich eingeschränkt sein kann, was in ungünstigen Fällen zu fehlerhaften Vorausberechnungen des Initiierungsorts oder der kritischen mechanischen Beanspruchung führen kann. Die Schädigungskurve hingegen als empirisches mikroskopisches Versagenskriterium kann für den gesamten für Stahlbauteile relevanten Mehrachsigkeitsbereich definiert werden, sodass die beschriebenen Probleme hier nicht mehr auftreten. Hierfür muss allerdings der Verlauf der Schädigungskurve im Bereich niedriger Spannungsmehrachsigkeiten noch definiert werden. Darüber hinaus erfordert die Eingliederung der Schädigungskurve in den durchgängigen Modellierungsansatz, dass der Verlauf der Schädigungskurve aus Gefügedaten berechnet wird. Deshalb soll im Rahmen dieses Projekts überprüft werden, ob dies durch Kopplung von unterschiedlichen mikromechanischen Schädigungsmodellen gelingen kann, die in den verschiedenen Spannungsmehrachsigkeitsbereichen zuverlässig funktionieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen