Modellierung und Simulation des Tiefziehverhaltens einphasiger Stähle am Beispiel von DC04

Der Tiefziehprozess ist ein komplexer Umformvorgang, bei dem vielfältige Einflüsse wie Reibungsverhältnisse und das Rückfederungsverhalten des verwendeten Werkstoffs das Prozessergebnis beeinflussen. Eine gezielte Steuerung des Prozesses ist mit Hilfe von flexiblen Umformwerkzeugen möglich, die es erlauben den Materialfluss lokal durch eine Anpassung der Niederhalterkräfte zu steuern. Allerdings stellt die Einstellung der Prozessparameter in diesem Fall eine komplexe Aufgabe dar. Dafür kann die Prozesssimulation als sinnvolles Hilfsmittel eingesetzt werden. Hier sollen erste Untersuchungen zur Beschreibung des Tiefziehprozesses erläutert werden. Zur Modellierung des beobachteten Materialverhaltens von DC04 unter zyklischer Belastung wird ein etabliertes Materialmodell eingesetzt, mit dem sowohl der Anteil der isotropen als auch der kinematischen Verfestigung beschrieben werden kann. Die im Modell enthaltenen Parameter können aus den Ergebnissen von Zug-Druck-Versuchen bestimmt werden, die kurz beschrieben werden sollen. Die prozessnahe Charakterisierung der Rückfederung erfolgt mittels Streifenzugbiegeversuchen. Anhand der Simulation des Streifenzugbiegeversuchs wird demonstriert, dass die Rückfederung sehr gut vorausgesagt werden kann und somit die angewandte Methodik zur simulationsgestützten Behandlung der Rückfederungsproblematik geeignet ist. In diesem Kontext wird auch auf unterschiedliche Elementformulierungen eingegangen, um den Einfluss der Elementart auf die Simulationsergebnisse zu analysieren.