Mikromechanische Modellierung der Materialumformung zur Vorhersage der anisotropen Verfestigung

Projektträger: Mercator Research Center Ruhr (MERCUR)
Projektnummer: Pr-2015-0049
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Till Clausmeyer  
Status: abgeschlossen

Das Umformverhalten moderner mehrphasiger Stähle wird durch Eigenschaften wie Härte und Textur der einzelnen Phasen bestimmt. Modellierungsmethoden, die explizit die Mikrostruktur berücksichtigen, treffen Vorhersagen über die lokalen Werkstoffeigenschaften.

Am Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS) in Bochum wurde dazu ein nichtlokales Kristallplastizitätsmodell entwickelt (vgl. Bild a). Mittels einer neuartigen Balkenelementformulierung ermöglichen die Partner des Instituts für
Mechanik der Universität Duisburg-Essen eine Einbindung von repräsentativen Volumenelementen (RVE) in der Simulation von Biegeprozessen unter Annahme der Euler-Bernoulli-Hypothese. Zur Beschreibung des Werkstoffverhaltens wurden Versuchsdaten aus Experimenten wie dem ebenen Torsionsversuch des IULs mit hoher Dehnung genutzt. So konnten die Rückfederung von Biegeteilen (vgl. Bild b) aus dem Dualphasenstahl DP 600 und die lokale plastische Dehnung vorhergesagt werden.

 

a) Mikrostrukturmodell (vom ICAMS bereitgestellt), b) Freibiegen, c) makroskopische Dehnung
(17,5 %)