Untersuchung der Größeneinflüsse von Textur und Anisotropie im Hinblick auf die ähnlichkeitsgerechte Skalierung von Umformprozessen

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Die Auslegung vom Umformprozessen und die Vorhersage von Werkstoffeigenschaften betreffen heute Halbzeuge von mikroskopischen (z.B. Folie) bis hin zu metergroßen Abmessungen (z.B. Warmband). Dies erfordert eine zuverlässige ähnlichkeitsgerechte Übertragung der Prozess- und Werkstoffbeschreibung zwischen unterschiedlichen Skalen. Zu diesem Zweck muss die klassische Ähnlichkeitstheorie mit metallphysikalisch begründeten und skalierbaren Gefügeparametem erweitert werden. Diese müssen sich auch ohne hohen Rechenaufwand konstitutiv in die FEM einbinden lassen. Dies gilt besonders für die kristallographische Textur und die Anisotropie sowie deren Entwicklung im Verlauf der Umformung. Gegenstand des Antrags ist eine auf Textur und Anisotropie zugeschnittene größenabhängige und prozessorientierte Materialtheorie und deren experimentelle Überprüfung. Als Basis dient die Einbindung von skalierbaren Bessel-Gauss-Texturkomponenten in eine Kristallplastizitäts-FEM. Die Texturkomponenten werden aus Messdaten mit Auflösungen von 20 Nanometern(EBSP) bis in den Dezimeterbereich (Röntgen) gewonnen. Mit diesem neuen Verfahren kann die bei der Umformung auftretende Anisotropie und ihre Entwicklung metallphysikalisch beschrieben und gleichzeitig ähnlichkeitsgerecht skaliert werden. Als Werkstoffe werden IF-Stahl und Aluminium behandelt. Die Experimente sehen Draht- und Näpfchenziehen, Flachzugversuche, diverse Texturmessverfahren sowie die Bestimmung von Anisotropiekennwerten und Zipfelprofilen in einem weiten Größenbereich vor.