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Mitarbeiter
Laufzeit
Start: 1. Februar 2023
Ende: 31. Januar 2025
Kurzbeschreibung
Die übergeordnete Zielsetzung in der zweiten Projektphase ist die Verbesserung der
numerischen Auslegung von Tiefziehprozessen mit hochfesten Aluminiumlegierungen bei
erhöhten Temperaturen in Abhängigkeit der Umformgeschwindigkeit. Vorherige Untersuchungen
zeigen, dass die Aluminiumlegierung AA7020-T6 ein dehnratensensitives Materialverhalten unter
uniaxialer Zugbelastung aufweist. Deshalb wird die grundlagenwissenschaftliche Analyse der
anisotropen Verfestigung in Bezug auf die Umformtemperatur aus Projektphase 1 um die
Untersuchung der Dehnratenabhängigkeit von AA7xxx-Aluminiumlegierungen ergänzt. Zudem
korreliert die Prognosegüte des Rückfederungsverhaltens mit der Abbildungsgenauigkeit des
Fließverhaltens im Druckspannungsbereich, da hochfeste Aluminiumlegierungen ein Zug-Druckasymmetrisches
Werkstoffverhalten besitzen. Infolgedessen muss ein erweitertes
phänomenologisches Werkstoffmodell zur Berücksichtigung der distorsionalen Verfestigung in
Abhängigkeit von der Umformtemperatur und –geschwindigkeit zur verbesserten Abbildung der
Zug-Druck-Asymmetrie parametrisiert werden. Die Beschreibung der anisotropen Expansion der
Fließortkurve erfordert eine experimentelle Charakterisierung des Fließverhaltens bei
Umformgraden über dem Fließbeginn. Da der Druckversuch mit miniaturisierten Proben das
Materialverhalten der untersuchten Werkstoffe unter uniaxialer Druckspannung über dem
Fließbeginn unzureichend bestimmt, wird in Projektphase 2 ein neuartiger Versuchsaufbau mit
miniaturisierten Stauchproben erarbeitet. Dadurch wird die Charakterisierung des Zug-Druckasymmetrischen
Werkstoffverhaltens bei hohen Umformgraden ermöglicht und die Qualität der
Stützstelle im Druckspannungsbereich für die anschließende Materialmodellierung erhöht. Das
erweiterte Werkstoffmodell wird nachfolgend über experimentelle Tiefzieh- und Biegeversuche
anhand des Rückfederungswinkels und der lokalen Dehnungsverteilung validiert und bewertet.
Durch den Einsatz dieses Modells bei der numerischen Prozessauslegung können die
Rückfederungsvorhersage und die Abbildungsgenauigkeit des Materialverhaltens von
Aluminiumlegierungen der 7000er Serie verbessert werden. Folglich wird die Prognosegüte von
Tiefziehprozessen mit Rückfederung gesteigert und somit Zeit bei der Produktherstellung
eingespart, da aufwändige experimentelle Iterationsschleifen vermieden werden.
Forschungsgruppen: Werkstoffcharakterisierung und -modellierung
Publikationen
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