Modellierung des Materialversagens von formgehärtetem Stahl für das Scherschneiden unter Berücksichtigung einer Vorschädigung im austenitischen Zustand

Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, das zweistufige Scherschneiden von 22MnB5 durch numerische Simulationen unter Berücksichtigung des Formänderungs- und Versagensverhaltens bei variierenden Temperaturen abzubilden. Besondere Beachtung findet die Vorschädigung im Austenitbereich und deren Einfluss auf die Umformbarkeit bei Raumtemperatur. Der zweistufige Prozess bietet verschiedene Vorteile gegenüber dem Hart-, Warm- und Laserbeschnitt, darunter geringerer Kraft- und Energiebedarf, geringerer Werkzeugverschleiß und verbesserte Schnittkantenqualität. Da bislang keine geeigneten Simulationsmodelle existieren, wird ein Materialmodell entwickelt, das den Einfluss von Temperatur- und Umformgeschwindigkeit berücksichtigt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf den Auswirkungen der Vorschädigung im Austenit und die Entwicklung einer geeigneten Funktion zur Beschreibung der Schädigungsakkumulation. Das Projekt beinhaltet die Anpassung eines bestehenden Materialmodells für den relevanten Temperaturbereich, umfassende Materialcharakterisierung, Versuche zur Versagenscharakterisierung sowie die Entwicklung von Modellierungsansätzen der Vorschädigung. Abschließend wird ein Simulationsmodell des zweistufigen Scherschneidens erstellt und durch experimentelle Versuche validiert. Die Projektergebnisse bieten Potential für eine ressourcenschonende und effiziente Fertigung von formgehärteten Bauteilen.