Analyse der belastungspfadabhängigen Schädigungs- und Mikrostrukturentwicklung zur numerischen Auslegung von Blechmassivumformprozessen

Gemeinsam mit dem Institut für Werkstoffkunde (IW) an der Leibniz Universität Hannover wurde in den vergangenen 12 Jahren die Entwicklung von Poren und Mikrorissen während der Umformung und der Einfluss auf die anschließende Bauteilqualität untersucht. Hierzu wurden verschiedene Ansätze zur Bestimmung der Werkstoffschädigung miteinander verglichen sowie neue Verfahren zur Werkstoffcharakterisierung entwickelt. Diese konnten u. a. genutzt werden, um mikromechanisch motivierte Materialparameter wie z. B. Porennukleation in den Schädigungsmodellen zu bestimmen. Darüber hinaus konnte ein analytisches Modell für das Versagen bei Scherung aus der Blechebene (Mode III) entwickelt werden. Die numerischen Schädigungsmodelle sind um ein neues Bruchkriterium ergänzt worden, welches sich mit wenigen Versuchen kalibrieren lässt und vergleichsweise einfach implementiert werden kann (vgl. Bild). Untersuchungen an Umformprozessen haben ergeben, dass ein Schädigungsmodell für die Blechmassivumformung eine Reduktion des Porenvolumens berücksichtigen muss.