Experimentelle Bestimmung von Kennwerten für die Umformsimulation

© Foto Achim Käflein / Fraunhofer IWM

Bei der Simulation von Umformprozessen ist die präzise Beschreibung der Werkstoffeigenschaften eine wesentliche Voraussetzung zur Erzielung von belastbaren Simulationsergebnissen. In Abhängigkeit vom betrachteten Prozess müssen die Blechwerkstoffe hinsichtlich Verfestigung, Anisotropie, Temperatur, Dehnrate oder auch Schädigungsverhalten experimentell charakterisiert und in das Simulationsmodell übertragen werden. Am Fraunhofer IWM können folgende Versuche zur experimentellen Charakterisierung von Blechwerkstoffen durchgeführt werden:

 

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Mechanische Untersuchungen

Analyse der Mikrostruktur    

Weiteres 

 

Mechanische Untersuchungen

Durchführung von Zugversuchen entsprechend Norm

Ermittlung von Spannungs-Dehnungs-Kurven / Fließkurven

Bestimmung von r-Werten

Durchführung von Scherversuchen

Zug- und Scherversuch bei unterschiedlichen Dehnraten

Zyklische Zug-Druck-Versuche

Temperierte Zugversuche

Versuche bei unterschiedlicher Spannungsmehrachsigkeit

Thermomechanische Untersuchungen (Mehr zum Thema Thermomechanische Untersuchungen)

unter Schutzgas und im Vakuum

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© Foto Fraunhofer IWM

Technische Spannungs-Dehnungs-Kurven einer Titan-Legierung in Anhängigkeit von der Temperatur.

Analyse der Mikrostruktur    

(Mehr zum Thema Mikrostruktur am Fraunhofer IWM)

Metallographie / Härtemessung

Rasterelektronenmikroskop (REM)

Texturanalyse mittels EBSD (Electron backscatter diffraction)

EDX zur Messung der lokalen chemischen Zusammensetzung

 

 

 

 

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Eigenspannungsanalyse mittels Röntgen

(Mehr zum Thema Eigenspannungen am Fraunhofer IWM
 

Analyse von Oberflächen und Beschichtungen

(Mehr zum Thema Tribologie am Fraunhofer IWM)

Ermittlung des Reibkoeffizienten

Verschleißmessung
 

Thermophysikalische Kennwerte

(Mehr zum Thema Thermophysikalische Kennwerte am Fraunhofer IWM)

Längenausdehungskoeffizient

Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit

spezifische Wärmekapazität

Bestimmung von Phasenumwandlungen
 

Parameteridentifikation und Erstellung von Materialkartenfür die FE-Simulation

Isotrope Verfestigungsmodelle

Isotrop-kinematische Verfestigungsmodelle (Bauschinger)

Fließortmodelle

Kriech- und Relaxationsmodelle

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Auf Basis der ermittelten experimentellen Daten können geeignete Werkstoffmodelle ausgewählt, deren Modellparameter angepasst und in das Simulationsmodell in Form von Materialkarten übertragen werden.