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Anwendung eines kristallplastischen Materialmodells in der Umformsimulation

Autor :Volker Schulze
Herkunft :OvGU Magdeburg, Fakultät für Maschinenbau
Datum :16.06.2006
 
Dokumente :
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Typ :Dissertation
Format :Text
Kurzfassung :Die Simulation von Umformprozessen hat eine hohe Bedeutung in der Absicherung der Herstellbarkeit von Blechbauteilen in der Automobilindustrie. Die hierzu verwendeten Werkstoffe sind polykristalliner Natur, deren makroskopisches Verhalten sehr komplex zu beschreiben ist. Derzeit werden zur Simulation von Umformprozessen standardmäßig phänomenologische Materialmodelle eingesetzt, die jedoch speziell im Bereich der Rückfederungssimulation unzureichende Ergebnisse liefern. In dieser Arbeit wird ein kristallplastisches Materialmodell für kubisch-raumzentrierte Kristalle mit dem Ziel der Simulation von Tiefziehprozessen sowie der Rückfederung in ein kommerzielle FEM-Programm integriert. Das Verhalten des Modells bei zyklischen Belastungen wird untersucht, Ansätze zur Verbesserung der Beschreibung dieses Verhaltens durch Integration der kinematischen Verfestigung auf Kristallebene werden gegeben. Durch die Erweiterung zur impliziten Zeitintegration auf Modellebene werden die Simulationszeiten bei der Rückfederungsberechnung reduziert. Für die notwendige Berechnungsdauer ist die Anzahl der verwendeten Kristalle von entscheidender Bedeutung. Hierzu wird eine Methode entwickelt, die eine Approximation der Anfangstextur mit einer geringen Anzahl von Kristallen ermöglicht. Zur Näherung eines isotropen Materialverhaltens werden unterschiedliche Kristallgruppen sowie das Verhalten eines von-Mises-Hintergrundes untersucht. Anhand von Tiefziehversuchen mit einer anschließenden Untersuchung der Rückfederung wird das Modellverhalten an experimentellen Ergebnissen bewertet. Hierbei zeigt sich, dass mit einer geringen Anzahl von Kristallen und einem von-Mises-Hintergrundmodell eine gute Approximation des realen Materialverhaltens möglich ist.
Schlagwörter :Materialgesetz, Kristallplastizität, kubisch-raumzentrierte Kristalle, krz-Kristalle, Stahl, Pencil-Glide,Textur
Texturapproximation, Folgetexturen, Tiefziehen, Dehnungsverteilung, Rückfederung, Simulation
Rechte :Dieses Dokument ist urheberrechtlich geschützt.
Größe :243 S.
 
Erstellt am :24.11.2008 - 13:53:20
Letzte Änderung :22.04.2010 - 09:10:59
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