Belastungspfadabhängige Werkstoffmodellierung von Blechwerkstoffen unter Berücksichtigung der Mikrostrukturentwicklung

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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.