ForschungBeendete Projekte
Verbesserte FE-Simulation des temperierten Tiefziehens von Magnesiumblechwerkstoffen durch eine realitätsnahe Modellierung ihres Formänderungsvermögens unter prozessrelevanten Bedingungen

Verbesserte FE-Simulation des temperierten Tiefziehens von Magnesiumblechwerkstoffen durch eine realitätsnahe Modellierung ihres Formänderungsvermögens unter prozessrelevanten Bedingungen

E-Mail:  fem@ifum.uni-hannover.de
Jahr:  2016
Förderung:  DFG 44192561
Laufzeit:  2 Jahre
Ist abgeschlossen:  ja

Magnesiumlegierungen weisen ein hohes Potential für den Leichtbau in der Automobilbranche auf. Zur sicheren Auslegung von Umformprozessen werden numerische Methoden eingesetzt. Für eine realitätsnahe numerische Prozessabbildung wird eine genaue Modellierung des Material- und Versagensverhaltens vorausgesetzt. Zur Abbildung des plastischen Materialverhaltens wird die vorliegende Magnesiumblechlegierung AZ31 für prozessrelevante Temperaturen charakterisiert und der Einsatz unterschiedlicher Fließgesetze untersucht, um das spezifische Materialverhalten abbilden zu können.  Beim Tiefziehen von Magnesiumbauteilen können Versagenserscheinungen im Bereich tiefgezogener Zargen (s. Abbildung) entstehen. Dieses Versagensverhalten kann mit Hilfe konventioneller Methoden, bspw. durch den Einsatz einer Grenzformänderungskurve (FLC) nicht erfasst werden, da die Formänderung des Materials an dieser Stelle außerhalb des Gültigkeitsbereichs einer FLC liegt.

Daher soll ein geeignetes spannungsbasiertes Versagensmodell für unterschiedliche Prozesstemperaturen gewählt und parametrisiert werden, um Versagenserscheinungen im gesamten relevanten Spannungsbereich von Blechumformprozessen beschreiben zu können. Derartige Versagensdaten für Magnesiumlegierungen sind bisher im internationalen Forschungsbereich nicht vorhanden. Die Kalibrierungsweise spannungsbasierter Modelle ist ebenfalls entscheidend für die Genauigkeit der Versagensvorhersage. Daher soll auf Basis von einer am IFUM entwickelten Scherzugprobe eine Methodik zur Versagenscharakterisierung für den Werkstoff Magnesium unter prozessrelevanten Temperaturen entwickelt werden. Abschließend wird das Potential der Methodik gegenüber dem konventionellen Einsatz einer FLC in der Simulation von temperierten Tiefziehprozessen mit Magnesiumblechwerkstoffen bewertet. Mit den Projektergebnissen wird eine Verbesserung der Werkstoffmodellierung von Magnesiumblechwerkstoffen für Umformsimulationen sowie eine Erweiterung der Grenzen ihrer umformtechnischen Verarbeitung angestrebt.