Charakterisierung von Blechwerkstoffen für den Leichtbau

Werkstoffcharakterisierung und –modellierung stellen eine der wesentlichen Aufgabenstellungen im Bereich der simulationsbasierten Auslegung von Umformprozessen dar, vor allem da bedingt durch die werkstofflichen Entwicklungen der letzten Jahre ein großes Wissensdefizit bezüglich des Werkstoffverhaltens moderner Leichtbauwerkstoffe entstanden ist. Um die Finite Element Simulation sinnvoll einsetzen zu können, ist es unabdingbar, die für die Produktherstellung verwendeten Werkstoffe ausreichend hinsichtlich deren mechanischer Eigenschaften beschreiben zu können. Hierbei zählen zu den wichtigsten Eingangsdaten für die FE Simulation von Umformprozessen die Fließortkurve, der Fließkurvenansatz mit Beschreibung des Verfestigungsverhaltens und der Richtungsabhängigkeit sowie die Beschreibung des Werkstoffversagens, wofür häufig die Grenzformänderungskurve genutzt wird. An diesem Punkt, der Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe, setzt das Buch „Charakterisierung von Blechwerkstoffen für den Leichtbau“ an. Nach einer kurzen Einleitung und Motivation werden die wesentlichen Trends aus Sicht der Werkstoffentwicklung für den Leichtbau aufgezeigt. Der Forschungsbedarf wird hinsichtlich der Beschreibung und Modellierung des mechanischen Fließverhaltens in Abhängigkeit unterschiedlicher Prozessparameter herausgearbeitet. Es werden unterschiedliche Verfahren zur Charakterisierung des Fließverhaltens eingeführt, wobei im Speziellen auf neu entwickelte Prüftechniken und –methoden eingegangen wird. Anhand von Beispielen werden die Vor- und Nachteile der einzelnen Analysemethoden gegenübergestellt und hinsichtlich ihres Potenzials für die Ermittlung von Eingangsdaten für die FE Simulation von Umformprozessen beurteilt. Die Verfahren zur Aufnahme von Grenzformänderungsdiagrammen werden eingeführt und im Hinblick auf die Aussagefähigkeit der mit dem jeweiligen Verfahren bestimmten Grenzformänderungskurve diskutiert. Anhand von unterschiedlichen Beispielen aus dem Bereich der Blechumformung wird abschließend erläutert, welche Auswirkungen die Qualität der Eingangsdaten auf das Ergebnis und die Relevanz simulativer Untersuchungen haben.