FE-basierte Rückfederungsvorhersage von Blechumformprozessen aus Leichtbauwerkstoffen unter Berücksichtigung der anisotropen Verfestigung (Fortsetzung)

Leiter

Start: 1. Februar 2023
Ende: 31. Januar 2025

Die übergeordnete Zielsetzung in der zweiten Projektphase ist die Verbesserung der

numerischen Auslegung von Tiefziehprozessen mit hochfesten Aluminiumlegierungen bei

erhöhten Temperaturen in Abhängigkeit der Umformgeschwindigkeit. Vorherige Untersuchungen

zeigen, dass die Aluminiumlegierung AA7020-T6 ein dehnratensensitives Materialverhalten unter

uniaxialer Zugbelastung aufweist. Deshalb wird die grundlagenwissenschaftliche Analyse der

anisotropen Verfestigung in Bezug auf die Umformtemperatur aus Projektphase 1 um die

Untersuchung der Dehnratenabhängigkeit von AA7xxx-Aluminiumlegierungen ergänzt. Zudem

korreliert die Prognosegüte des Rückfederungsverhaltens mit der Abbildungsgenauigkeit des

Fließverhaltens im Druckspannungsbereich, da hochfeste Aluminiumlegierungen ein Zug-Druckasymmetrisches

Werkstoffverhalten besitzen. Infolgedessen muss ein erweitertes

phänomenologisches Werkstoffmodell zur Berücksichtigung der distorsionalen Verfestigung in

Abhängigkeit von der Umformtemperatur und –geschwindigkeit zur verbesserten Abbildung der

Zug-Druck-Asymmetrie parametrisiert werden. Die Beschreibung der anisotropen Expansion der

Fließortkurve erfordert eine experimentelle Charakterisierung des Fließverhaltens bei

Umformgraden über dem Fließbeginn. Da der Druckversuch mit miniaturisierten Proben das

Materialverhalten der untersuchten Werkstoffe unter uniaxialer Druckspannung über dem

Fließbeginn unzureichend bestimmt, wird in Projektphase 2 ein neuartiger Versuchsaufbau mit

miniaturisierten Stauchproben erarbeitet. Dadurch wird die Charakterisierung des Zug-Druckasymmetrischen

Werkstoffverhaltens bei hohen Umformgraden ermöglicht und die Qualität der

Stützstelle im Druckspannungsbereich für die anschließende Materialmodellierung erhöht. Das

erweiterte Werkstoffmodell wird nachfolgend über experimentelle Tiefzieh- und Biegeversuche

anhand des Rückfederungswinkels und der lokalen Dehnungsverteilung validiert und bewertet.

Durch den Einsatz dieses Modells bei der numerischen Prozessauslegung können die

Rückfederungsvorhersage und die Abbildungsgenauigkeit des Materialverhaltens von

Aluminiumlegierungen der 7000er Serie verbessert werden. Folglich wird die Prognosegüte von

Tiefziehprozessen mit Rückfederung gesteigert und somit Zeit bei der Produktherstellung

eingespart, da aufwändige experimentelle Iterationsschleifen vermieden werden.

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