Die Automobilindustrie gehört zu den Vorreitern beim Einsatz von rechnergestützten Simulationsmethoden bei der Entwicklung neuer Komponenten und Fahrzeuge. Die Simulationen werden in den meisten Fällen mit Hilfe von Programmen durchgeführt, die nach der Methode der finiten Elemente (FEM) arbeiten. Das Werkstoffverhalten wird dabei durch Kontinuumsmodelle beschrieben. Zur Modellierung der neuen hochfesten Stahlsorten (und anderer neuer Werkstoffe) reichen die in den kommerziellen Programmen verfügbaren Materialmodelle in der Regel nicht aus, da die herausragenden Eigenschaften dieser Werkstoffe häufig auf nicht konventionellen Verformungsmechanismen beruhen. Erst die konstitutive Modellierung der Verfestigungsmechanismen, die als Einzel-Gitterdefekt aus der Metallphysik und aus der Molekulardynamik zunehmend besser verstanden werden, und ihre Einbindung in die kristallmechanische Theorie macht die neuen Werkstoffe der Bauteilbewertung auf der Basis integraler Werkstoffmodellierung entlang der Prozesskette Umform- und Bauteilsimulation zugänglich, ohne die sie in der Automobilindustrie kaum Anwendung finden werden. Ziel des Gemeinschaftsprojektes war die Beschleunigung der Entwicklung und Markteinführung neuartiger Mehrphasenstähle in dem innovationsgetriebenen Automobilsektor. Als Werkzeug hierfür wurde auf Basis bereits genutzter Simulationsprogramme eine durchgängige Prozesskettensimulation entwickelt und eingesetzt. Die Modellierung beinhaltete eine 'integrale' Werkstoffsimulation, die insbesondere mikrostrukturelle Aspekte und damit die orts- und prozessabhängige Entwicklung der Werkstoffeigenschaften berücksichtigt. Als Ergebnis können die Automobilhersteller die Eigenschaften am fertigen Bauteil ortsabhängig ablesen und damit die Anzahl teurer Großversuche bis hin zum Prototypenteil reduzieren. Die einzelnen Prozessschritte wurden mit Hilfe physikalischer Modelle abgebildet. Unter Anwendung der entwickelten Transferstruktur wurden an die Simulationen der folgenden Prozessschritte die Daten sinnvoll reduziert weitergegeben. Im Rahmen des Projektes wurde die Prozesskettensimulation am Beispiel eines Dualphasenstahls entwickelt. Dazu wurden zunächst die einzelnen Prozessschritte Kaltwalzen, Glühen, Dressieren, Umformen, Fügen und der Crashversuch mit Hilfe der weiterentwickelten kontinuumsmechanischen und mikromechanischen Werkstoffmodelle abgebildet und beschreiben.
Bauteilbewertung auf der Basis integraler Werkstoffmodellierung entlang der Prozesskette. Schlussbericht. Projektlaufzeit: November 2006 - Februar 2010
2010
139 Seiten, 154 Bilder, 13 Tabellen, 25 Quellen
Theses
German
Automobilbau , Mehrphasenstahl , Materialeigenschaft , Materialbearbeitung , Dualphasenstahl , Prozesssimulation , Kaltwalzen , Glühen , Dressieren (Kaltwalzen) , Umformtechnik , Verbinden (Fügen) , Aufprallverhalten , Mikromechanik , Metallphysik , Molekulardynamik , Verfestigung , Finite-Elemente-Methode , Berechnungsmodell
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