Eigenspannungsanalyse stark texturierter Werkstoffzustände unter Berücksichtigung der Bauteilgeometrie

Motivation and goals:

Im Teilprojekt A13 wurde eine praxistaugliche Mess- und Auswertestrategie für die Eigenspannungsanalyse an stark texturierten Werkstoffzuständen mit der inkrementelle Bohrlochmethode entwickelt. Für die Anwendung auf umgeformte Blechbauteile sollte die Geometrie des Bauteils im Bereich der Messstelle mit berücksichtigt werden. Grundsätzlich müssen bei der Anwendung der Bohrlochmethode geometrische Randbedingungen eingehalten werden (Bauteildicke, Abstand der Messstelle zum Rand/zu Geometriesprüngen, Krümmungsradius im Bereich der Messstelle). Unter Berücksichtigung der Erkenntnisse aus A13 soll nun die Erweiterung der Messstrategie auf dünnwandige, texturierte Bauteile und auf starke Krümmungsradien erfolgen. Weiterhin soll die Kristallplastizität berücksichtigt werden um das Auftreten von Plastizierungseffekten in der Bohrlochumgebung bewerten zu können.

Numerische und experimentelle Untersuchungen...

• zum Einfluss der Bauteildicke auf die Dehnungsrelaxation und Eigenspannungsauswertung
• zur Bauteillagerung von dünnwandigen Bauteilen bei Anwendung der inkrementellen Bohrlochmethode
• zur Berücksichtigung der realen Lochgeometrie bei der Eigenspannungsauswertung mit fallspezifischer Kalibrierung

Allgemeine geometrische Randbedingungen zur Anwendung der inkrementellen Bohrlochmethode werden systematisch untersucht und gegebenenfalls für vorliegende Werkstoffzustände angepasst. Weiterhin wird ein geeignetes praxisorientiertes Lagerungskonzept zur Eigenspannungs-analyse an dünnen Blechen mithilfe der Finite Elemente Methode ermittelt und experimentell validiert.

Mit fallspezifischen Kalibriersimulationen kann die reale Lochgeometrie bei der Eigenspannungsauswertung exakt berücksichtigt werden. Somit wird der Eigenspannungsfehler oberflächennaher Tiefeninkremente reduziert und das Auftreten von Plastizierungseffekten durch lokale Spannungsüberhöhungen kann neu bewertet werden.