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Projekt A12: Thermomechanische Homogenisierung von Mehrphasenstählen

Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Florian Rieger
  Motivation und Ziele:
Die effektiven thermo-mechanischen Eigenschaften von Dualphasenstählen können bisher nicht in ausreichendem Maße mit mechanismusbasierten mikromechanischen Modellen abgebildet werden. In diesem Promotionsprojekt wird das effektive thermomechanische Verhalten von Dualphasenstählen basierend auf einer nichtlinearen Homogenisierungsmethode vom Hashin-Shtrikman Typ modelliert werden.
Dabei werden das intrinsische Verfestigungsverhalten des Ferrits, die Korngröße des Ferrits und der Volumengehalt bzw. die Korngröße des Martensits berücksichtigt. Dieses Modell wird in thermomechanisch gekoppelten Strukturberechnungen an den Integrationspunkten der finiten Elemente angewendet. Mit dem Modell werden Umformprozesse zweiskalig und stark gekoppelt simuliert und damit Formänderungsgrenzen vorhergesagt.  
 
Untersuchungen Ergebnisse
Zunächst wird der durch die Martensitumwandlung induzierte Ausgangszustand der Versetzungsverteilung in Verbindung mit dem Einfluss der Martensitmorphologie untersucht. Für eine komplette statistische Beschreibung wird der Einfluss der Korngrößenverteilung berücksichtigt. Neben diesen Merkmalen wird in späteren Modellen auch die Texturentwicklung beschrieben. Für eine zweiskalige starke Kopplung wird die lokale thermomechanische Interaktion des Problems sowohl auf Mikroebene als auch bei der Homogenisierung berücksichtigt. Im Hinblick auf kommende Simulationen wurde ein nichtlineares Homogenisierungsverfahren vom Hashin-Shtrikman Typ für ABAQUS (FEM) implementiert. Erste Simulationen legen nahe, dass der Einfluss der Korngrößenverteilung in der selben Größenordnung wie die plastische Anisotropie der Materialien selbst liegt. Einfluss und mathematische Beschreibung der Martensitmorphologie sind Gegenstand aktueller Untersuchungen. Versetzungsbasierte Verfestigungsmodelle werden in Abhängigkeit von Gefügemorphologieparametern formuliert.