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2020
Conference Paper
Titel
Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss von Dehnrate und Spannungszustand auf den PLC-Effekt und das Crashpotenzial von 5xxx-Aluminiumlegierungen
Abstract
Aluminiumlegierungen vom 5xxx-Typ neigen zu Fließfigurenbildung durch dynamische Reckalterung während der Umformung (Portevin-Le Chatelier Effekt, PLC-Effekt) und werden daher im Karosserieleichtbau für strukturrelevante Komponenten ohne dekorative Zwecke eingesetzt. Im Hinblick auf eine Unterdrückung des PLC-Effektes wurde für den Blechwerkstoff EN AW-5083 das Auftreten des PLC-Effektes unter verschiedenen Spannungszuständen bei quasistatischer Belastung untersucht. Am deutlichsten zeigte sich der PLC-Effekt unter ein- und mehrachsiger Zugbelastung durch ein unregelmäßiges Kraftsignal und wandernde Verformungsbänder auf der Probenoberfläche. Unter Scherbelastung wurden nur moderate Anzeichen des PLC-Effektes beobachtet. In weiteren für die Crashsicherheit motivierten Untersuchungen wurde unter crashartiger Belastung ein deutlicher Einfluss der Dehnrate auf die Bruchdehnung nachgewiesen. Unter crashartiger Zugbelastung treten doppelt so große und unter Scherbelastung um ca. 25 % kleinere Bruchdehnungen auf verglichen mit quasistatischer Belastung. Daher sollte die Auslegung crashbelasteter Komponenten auf dynamischen Zug- und Scherversuchen basieren.
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5xxx-aluminum alloys tend to show stretch markers mostly caused by dynamic strain ageing(Portevin-Le Chatelier effect, PLC-effect) in forming processes. Therefore, they are used in automotive lightweight structures without decorative function. With regard to suppress the PLC-effect the appearance of the PLC-effect is investigated for an EN AW-5083 sheet metal under quasi-static loading and different stress states. Under uniaxial and multiaxial tension loading the PLC-effect was observed by serrated stress curves and deformation bands moving on the specimen surface. Under shear loading only slight indications for the appearance of the PLC-effect can be shown. Further investigations concerning the crash safety indicate a significant influence of strain rate on failure strain. Under tension loading failure strain increases two times with increasing strain rate, while under shear loading failure strain decreases by about 25% with increasing strain rate. Therefore, the construction of crash-loaded components of 5xxx-aluminium alloys should be based on dynamic tension and shear tests.
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