Belastungspfadabhängige Werkstoffmodellierung von Blechwerkstoffen unter Berücksichtigung der Mikrostrukturentwicklung

Das Ziel dieser Forschungsarbeiten ist es, die Erkenntnisse der Mikrostruktur-Untersuchungen in dieWerkstoffmodellierung des Umformverhaltens von Blech Werkstoffen zu überführen. Die Modellierung erfolgt dabei sowohl auf der Mikrostrukturebene (Längenskala µm) als auch auf der Makroebene (Längenskala mm). Für diesen Zweck werden Spannungs-Dehnungskurven in Versuchen mit Belastungsumkehr und Wechsel der Belastungsart (z.B. einachsiger Zug zu zweiachsiger Zug) ermittelt. Diese Daten werden mit der Mikrostrukturentwicklung eines Stahls und einer Aluminiumlegierung korreliert. Hierbei werden basierend auf werkstoffwissenschaftlichen Untersuchungen erweiterte kontinuumsmechanische Modelle entwickelt. Die Modelle berücksichtigen sowohl die Entwicklung der Versetzungsmikrostruktur als auch der Kornmikrostruktur und ihre Auswirkungen auf das Umformverhalten. Elektronen-mikroskopische Aufnahmen werden mit Hilfe von Methoden der digitalen Bildbearbeitung statistisch ausgewertet. Die Ergebnisse der digitalen Bildbearbeitung werden mit Modellgrößen mikromechanisch-formulierter Modelle verglichen. Weiter werden die von Mikro- und Makromodellen Vorhergesagten Fließflächen verglichen und zur Verbesserung der Makromodelle herangezogen. In diesem Teilprojekt liegt der Fokus auf den belastungspfadabhängigen Modellen, die insbesondere in der Simulation von Blechumformprozessen eingesetzt werden sollen.

Publikationen

• C. Soyarslan, B. Klusemann, S. Bargmann: A Directional Modification of the Levkovitch-Svendsen Cross-Hardening Model Based on the Stress Deviator Mechanics of Materials(86): S. 21-30, 2015.
• Bargmann, Swantje; Reddy, Batmanathan Dayanand; Klusemann, Benjamin: A computational study of a model of single-crystal strain-gradient viscoplasticity with an interactive hardening relation International Journal of Solids and Structures(51): S. 2754-2764, 2014.
• 4. G. Gerstein, B. Klusemann, S. Bargmann, M. Schaper : Characterization of the microstructural evolution in IF-steel DC06 and aluminum AA6016 during plane-strain tension and simple shear Materials(8(1)): S. 285-301, 1 2015.
• Behrouzi, Arash; Soyarslan, Celâl; Klusemann, Benjamin; Bargmann, Swantje: Inherent and induced anisotropic finite visco-plasticity with applications to the forming of DC06 sheets International Journal of Mechanical Sciences(89): S. 101-111, 2014.