Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Materialmodellen für die Blechumformsimulation. Tl.2

Dieses Projekt wurde durchgeführt, um die im ersten Projekt (EFB-Forschungsbericht Nr. 244) ermittelten Anwendungsbereiche der verschiedenen Materialmodelle auf neue Materialien zu übertragen und zu erweitern. Durch den Einsatz von fünf Blechwerkstoffen, einer Aluminiumlegierung und vier hochfesten Stählen, konnten bestehende Unsicherheiten bei der Anwendung dieser Modelle deutlich reduziert werden. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass mit der in diesem Projekt angewandten Vorgehensweise bei der Kennwertermittlung und der nachfolgenden numerischen Simulation von Blechumformvorgängen das Umformergebnis in guter Näherung vorausbestimmt werden kann. Die wichtigsten Anforderungen an das Materialmodell sind dabei eine gute Abdeckung des Bereiches der hohen Umformgrade und die Beschreibung des Werkstoffverhaltens bei der zyklischen Belastung unter Berücksichtigung des Bauschinger-Effekts. Zur Parameterermittlung sind Zugversuche, Zug-Druckversuche und Bulge-Tests (MBT) erforderlich. Die gewonnenen Erkenntnisse können durch Biachsialzugversuche ergänzt und die Parametersätze vervollkommnet werden. Bei den kommerziell verfügbaren FE-Programmen, wie z.B. Abaqus oder LS Dyna wurden die Werkstoffmodelle in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Mittlerweile stehen beispielsweise unterschiedliche Modelle zur Beschreibung von anisotropen Anfangsfließorten, oder auch isotrop-kinematische Verfestigungsmodelle mit mehreren Rückspannungskomponenten zur Verfügung. Aus den Ergebnissen dieses Projektes wird deutlich, dass solche Materialmodelle zur Beschreibung bestimmter, allerdings nicht aller Werkstoffe geeignet sind. Für die erfolgreiche Anwendung dieser komplexen Modelle ist die Identifikation der jeweiligen Modellparameter von sehr großer Bedeutung. Insgesamt konnten in diesem Projekt die Anwendungsbereiche der Modelle gut dokumentiert werden. Ebenso konnten die Möglichkeiten der Werkstoffcharakterisierung in Form von Spannungs-Dehnungskurven bei erhöhten Dehngraden und bei Lastumkehr für weitere Werkstoffe dargestellt und deutlich verbessert werden.