Failure analysis of material superimposed with process caused tensions and alternating bending loads
Third party funded individual grant
Start date : 01.02.2016
End date : 31.01.2019
Project details
Scientific Abstract
Ziel des Forschungsvorhabens EFB 08/114 ist die genaue Vorhersage des Versagensverhaltens von Blechwerkstoffen, welche eine zugüberlagerte Wechselbiegespannung (wie beim Einsatz von Ziehsicken) erfahren haben.
Der Bedarf an kürzeren Produktentstehungszyklen und eine Diversifikation der Blechhalbzeuge stellt besonders kleine und mittelständische Unternehmen vor große Herausforderungen. Gerade zur geforderten Reduzierung der Gesamtmasse im Automobil trägt die anforderungsgerechte Gestaltung der Rohkarosserie einen großen Teil bei. Zur Absicherung dieser Fertigungsprozesse hat sich die Finite-Elemente basierte Auslegung als sehr erfolgreich bewährt. Die exakte und gleichzeitig zeit- und kostengünstige Konstruktion gestaltet sich aber aufgrund der komplexen Materialmodelle weiterhin schwierig.
Vor allem Bauteilbereiche mit zugüberlagerter Wechselbiegebelastung, wie beim Durchlaufen von Ziehsicken üblich, zeigen eine Abweichung der Simulations- von den Versuchsdaten. Das Durchlaufen einer solchen Sicke führt zu einer Vorbeanspruchung des Materials und kann dadurch zur Berechnung eines geänderten Bauteilversagens und damit zu unzutreffenden Prognosen führen.
Zur Bestimmung der exakten Versagensgrenze werden während der Bearbeitung durch verschiedene Ziehsicken gezielt zugüberlagerte Wechselbiegespannungen in den Werkstoff eingebracht. Anschließend wird das vorbeanspruchte Material umfassend experimentell charakterisiert und mit dem jeweiligen Ausgangswerkstoff verglichen.