A generalised hybrid damage mechanics model for steel sheets and heavy plates

  • Ein verallgemeinertes hybrides Schädigungsmodell für Stahlfein- und -grobblech

Lian, Junhe; Bleck, Wolfgang (Thesis advisor); Reese, Stefanie (Thesis advisor)

Aachen : Shaker (2015, 2016)
Buch, Doktorarbeit

In: Berichte aus dem Insitut für Eisenhüttenkunde 2015,9

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2015

Kurzfassung

Die Schädigungsinitiierung und -entwicklung spielen eine signifikante Rolle in den duktilen Versagensmechanismen, die in den Umformprozessen moderner hochfester Stähle dominieren. Dies stellt eine Herausforderung für die konventionellen Schädigungsmodelle dar. In der aktuellen Arbeit wird ein neues hybrides Schädigungsmodell vorgestellt, mit dem eine genaue Beschreibung des Versagens von Stahlblechen verschiedener Dicken erzielt werden kann. Untersucht werden ein Feinblech aus Dualphasen-Stahl (DP600) und ein Grobblech aus einem mikrolegierten Stahl (S355J2+N), die sehr unterschiedliche Schädigungsabhängigkeiten des Versagens aufweisen. Für beide Stähle wird ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Kalibrierung der Materialparameter anhand von verschiedenen Experimenten entwickelt. Bei Modellanwendungen zur Simulation von Nakajima- und Biegeversuchen konnten gute Übereinstimmungen erreicht werden. Dies bestätigt die allgemeine Übertragbarkeit und die Flexibilität des vorgestellten Modells bei Stahl-Anwendungen, gekennzeichnet durch den komplexen Zusammenhang zwischen Schädigung und Versagen bei unterschiedlichen Spannungszuständen. Da es sich um ein phänomenologisches Model handelt, leidet es unter zwei Nachteilen: Eine hohe Anzahl von Materialparametern und eine schwache Verbindung zum Gefüge. Zur Überwindung dieser Defizite werden zwei Ansätze präsentiert: zum einen wird die Modellformulierung bei bestimmten Anwendungen vereinfacht und zum anderen wird mithilfe der Multiskalenmodellierung eine Verbindung zwischen dem Gefüge und den phänomenologischen Materialparametern hergestellt.

Einrichtungen

  • Lehrstuhl für Werkstofftechnik der Metalle und Institut für Eisenhüttenkunde [522110]
  • Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik [520000]

Identifikationsnummern