Projekt A4: Entwicklung neuer Konzepte für das Tiefziehen: Simulation und Prozessführung

Ansprechpartnerin: Dipl.-Ing. Maria Baiker

Motivation und Ziele:
Während am Beginn der Prozesskette, bei der Halbzeugherstellung, vor allem die Entwicklung der Mikrostruktur im Vordergrund steht, ist es für die Simulation von Umformprozessen notwendig den makroskopischen Materialfluss richtig abzubilden. Um auch komplexe Umformprozesse berechnen zu können, sind schnelle Modelle notwendig. Aus diesem Grund wird hier der Übergang von der Mikro- zur Makroskala mit kristallplastizitätsbasierten FEM-Simulationen an Einheitszellen realisiert und so das makroskopische Materialverhalten ermittelt. Mit diesen Informationen wird ein geeignetes phänomenologisches Werkstoffmodell für die Simulation des Umformprozesses gewählt und ausgewählte Materialparameter bestimmt. Bei den Tiefziehexperimenten und Simulationen liegt der Schwerpunkt auf dem Einfluss technologischer Parameter.

Untersuchungen

Ergebnisse

FEM-Simulationen an Einheitszellen auf Basis der Kristallplastizität zur Untersuchung des makroskopischen Verhaltens des wärmebehandelten Kaltbands
Phänomenologische Materialmodellierung für Umformsimulationen
Tiefziehexperimente: Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter wie Anisotropie, Blechhalterkraft, …
Experimente zur Bestimmung von Reibkoeffizienten
Tiefziehsimulationen

Simulationen an Einheitszellen:

Bestimmung der Form der Anfangsfließfläche
Bestimmung der r-Werte
Verfestigungsverhalten bei großen Dehnungen

Umformsimulation mit phänomenologischem Werkstoffmodell:

Abgleich mit Experiment: Dehnungsentwicklung, Stempelkraftverlauf, Zipfelhöhe bei zylindrischen Näpfen
Abbilden des Einflusses von Blechhalterkraft, Schmierung, Ziehsicken, etc.