Third party funded individual grant
Acronym: EFB 07/120
Start date : 01.04.2022
End date : 31.03.2024
In material characterization for analyzing the failure of a material, it is well known that the maximum achievable strains of the material in the region around the plane strain take a minimum compared with the failure under shear or under biaxial tensile loading. Current characterization tests, such as the Nakajima test, to determine the forming limit curve (FLC) have been continuously developed and improved in recent years. Characterization under plane strain has reached its limits, since a direct load path under pure plane strain can only be mapped to a limited extent. The research project pursues the task of improving conventional characterization tests by further characterization measures in order to enable a more precise description of the failure under plane strain. The aim is to determine the exact characteristic values under pure plane strain. This should allow the limits of the material to be better exploited. SMEs in the manufacturing sector benefit from the results through improved utilization of the real material limits, which is reflected in the reduction of manufacturing steps or in reduced material consumption. SMEs in the field of materials testing benefit from the development of new testing methods as they can expand their portfolio. SMEs in the field of software development benefit from improved material maps and thus more precise FE analysis.
Die Herausforderung, die diesem Forschungsprojekt zu Grunde liegt, besteht in der exakten Auslegung von Produkten aus Blechwerkstoffen. In der Praxis werden derartig hergestellte Bauteile heutzutage durch numerische Simulationen ausgelegt. Diese Art der Auslegung ist maßgeblich von der Qualität der Eingangsparameter, wie beispielsweise der Kennwerte aus der Werkstoffcharakterisierung, beeinflusst. Die Annahme falscher Eingangsparameter kann dabei ein zu spätes Bauteilversagen oder ein zu frühes Bauteilversagen prognostizieren. Gerade deshalb werden im praktischen Umfeld häufig große Sicherheitsfaktoren eingerechnet, welche zu einer konservativen Auslegung mit lediglich moderater Ausnutzung der Grenzen des Werkstoffs führen. Dabei ist eine Verbesserung bei der Ausnutzung des Potenzials des Werkstoffs maßgeblich von einer exakten Werkstoffcharakterisierung beeinflusst. Gerade der Bereich der ebenen Dehnung, welcher bei Tiefzieh- oder Streckziehbauteilen häufig die Ursache des Versagens begründet, ist hierbei zu untersuchen und zu verbessern. Konventionelle Charakterisierungsversuche unter ebener Dehnung können dabei Nichtlinearitäten im Dehnungspfad aufweisen oder sind infolge ihres Prüfaufbaus reibungsinduziert oder stark von Annahmen behaftet. Somit liegt die Zielstellung dieses Forschungsvorhabens in einer Verbesserung der Kennwertermittlung unter ebener Dehnung für eine verbesserte Versagensvorhersage, um eine Verlagerung der Prozessgrenzen zu höheren Umformgraden und höheren erreichbaren Ziehtiefen zu erzielen. Die konventionelle Charakterisierung der Grenzformänderung soll dahingehend verbessert werden, dass das Versagen unter ebener Dehnung besser vorhergesagt werden kann, um so die Qualität der Eingangsparameter für die Bauteilauslegung zu erhöhen.