Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: IFUM
Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: IFUM
  • Zielgruppen
  • Suche
 

Erweiterung der Modellierung der Wärmefreisetzungsrate für Stähle

Laufzeit:2 Jahre
Förderung:EFB/AiF (19245N)
Kontakt:femifum.uni-hannover.de

Motivation

 

Moderne höher- und höchstfeste Stähle wie beispielsweise DP- oder DX-Stähle, mit vergleichsweise hohen Duktilitäts- und Festigkeitswerten, finden aufgrund des Leichtbaupotentials zunehmend im Automobilkarosseriebau Anwendung. Bei der Kaltumformung dieser Stähle dissipiert ein erheblicher Anteil der plastischen Arbeit in Form von Wärmeenergie. Eine Vielzahl von Materialeigenschaften (wie z.B. Fließspannung, Anisotropie, E-Modul, etc.) sind stark von der Temperatur abhängig. Noch stärker ist dieser Einfluss bei großen lokalen plastischen Deformationen, welche in Hochgeschwindigkeitsverformungs- und Schneidprozessen oder in Crash-Situationen auftreten. Im Hinblick auf die Optimierung von Prozessen und einer Bauteilauslegung ist eine genaue Kenntnis über die lokalen Temperaturen im Bauteil enorm wichtig. Momentan gibt es jedoch kein geeignetes Materialmodell, welches die Wärmefreisetzung in der FE-Simulation ausreichend genau beschreibt sowie vorhersagt.

Zielsetzung

 

Im Rahmen des Projektes werden die Stähle DP1000 und DX56 untersucht. Der in bestehenden Simulationen verwendete Ansatz eines konstanten Wärmefreisetzungsfaktors von β=0,9 wird durch eine variable Wärmefreisetzungsfunktion in Abhängigkeit von Umformgrad, Umformrate und Spannungszustand ersetzt. Die Funktion wird auf Basis von Messwerten mathematisch beschrieben und ermittelt, um sie im Anschluss daran in die FE-Software LS-DYNA zu implementieren. Am Beispiel eines industrierelevanten Tiefziehprozesses erfolgt die Validierung zwischen Simulation und Experiment.

Arbeitsprogramm

 

  • Materialcharakterisierung zur Ermittlung des Fließverhaltens
  • Aufnahme der Temperatur- und Dehnungsfelder
  • Ermittlung einer variablen Wärmefreisetzungsfunktion
  • Implementierung und Validierung der Wärmefreisetzungsfunktion
  • Richtlinien für industrielle Anwender und Dokumentation

 

Abbildung 1: Temperaturentwicklung von hoch-manganhaltigem Stahl unter uniaxialer Zugbelastung

Übersicht