Leichtmetalle und im speziellen Magnesium und Aluminium

 

 

Im Sinne des Leichtbaus lässt sich durch eine gezielte Werkstoffsubstitution das Bauteilgewicht bei gleichbleibenden Festigkeitseigenschaften reduzieren. Hierfür gängige metallische Leichtbauwerkstoffe sind bspw. Aluminium- und Magnesiumlegierungen. Für die simulationsgestützte Auslegung von Umformprozessen ist die Beschreibung der Fließ- als auch Versagenseigenschaften notwendig. Neben der Beschreibung des temperaturabhängigen Fließverhaltens können am IFUM moderne anisotrope Fließkriterien für Leichtbauwerkstoffe, bspw. nach Barlat oder Banabic, parametrisiert werden. Das Formänderungsvermögen kann mit Hilfe von Nakajima-Versuchen in Abhängigkeit von der Temperatur ermittelt und anhand von Grenzformänderungskurven beschrieben werden. Des Weiteren ist eine temperaturabhängige Beschreibung von spannungsabhängigen Versagensmodellen am IFUM möglich. Hierzu können temperierte Scherzugversuche mit einer am IFUM entwickelten Probengeometrie durchgeführt werden.

Veröffentlichung

Die Reduzierung der CO2-Emissionen ist heute unerlässlich um die globalen Klimabedürfnisse zu erfüllen. In diesem Zusammenhang ist eine Reduzierung des Fahrzeuggewichts der effizienteste Weg um den Kraftstoffverbrauch eines Personenkraftwagens zu senken. Magnesium kombiniert relativ hohe Festigkeit mit geringem Gewicht und ist daher ein interessanter Baustoff für leichte Lösungen. Bei der numerischen Prozessgestaltung ist es wichtig, die Umformkapazität eines Materials zu kennen. Die übliche Methode zur Beschreibung des Fehlerverhaltens ist die Verwendung der Grenzformänderungskurven (FLC). Spannungsbasierte Modelle bieten den Vorteil einer Dehnungspfadbetrachtung und einer Erweiterung im Bereich Scherung und Kompression.

„Fracture modelling of magnesium sheet alloy AZ31 for deep drawing processes at elevated temperatures”

Bernd-Arno Behrens, Hendrik Wester, Matthäus Dykiert (2020); Procedia Manufacturing, Volume: 50, Seiten: 739-743