TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT
Bild 6: Experimenteller
Aufbau
und simulierte
Schädigungswerte
im Kern, links: Warmumformung,
rechts: Kaltumformung
Bilder: Autoren
gensvoraussage
den Beginn
des Risses
voraussagt,
wurden
die Schädigungswerte
im Kern zum Zeitpunkt
der experimentell
beobachteten
Rissinitiierung
bestimmt.
Da für die Warmumformung
Untersuchung
hier nur bestimmen,
ob die simulierten
Schädigungswerte
Bild 6 links unten
zeigt, dass die Validierungssimulation
der
Warmumformversuche
die kritische
Stelle
korrekt
im Kern voraussagt
und nach Johnson-Cook von 34 Prozent
liefert.
Da beide
Werte
weit unter den theoretischen
100 Prozent
liegen,
welche
den
Rissbeginn
signalisieren,
sagt die Modellierung
korrekt
voraus,
dass kein Riss auft
reten
wird.
1 Abschlussbericht
kein experimenteller
Riss erzeugt
wurde,
konnte
die
korrekterweise
unter
100 Prozent
liegen.
und dort eine
Schädigung
nach Oyane von 22 Prozent
zur Studie
IMU 56, 2019
2 Zhang; X.-M.; Zeng, W.-D.; Ying; S.; Y.-G. Zhou; Y.-G.; Zhao,
Y.-Q.; Huan; W.; Yu, H.-Q.: Fracturecriterion
for predicting
surface
cracking
of ti40 alloy
in hot forming
processes.
Transactions
of Nonferrous
Metals
Society
of China, 19(2):pp. 267 –271, 2009
3 Alexandrov, S.; Wang, P.; Roadman, R.: A fracture
criterion
of
aluminum
alloys
in hot metal
forming.
Journal
of materials
processing
technology,
160(2): pp. 257 – 265, 2005
4 Johnson, G. R.; Cook, W. H.: Fracture
characteristics
of three
metals
subjected
to various
strains, strain rates,
temperatures
and pressures.
Engineering
fracture
mechanics,
21(1):
pp. 31 – 48, 1985
5 Yuanli Bai; T. W.: Application
of extended
Mohr-Coulomb criterion
to ductile
fracture.
International
Journal
of Fracture,
161,
pp. 1 – 20, 2010
Wie Bild 6 rechts zeigt, lag die kritisch
vorausgesagte
Stelle
in
der Kaltumformung
ebenfalls
im Kern, wie experimentell
bestätigt.
Die simulierte
Schädigung
für das Mohr-Coulomb-Bruchkriterium
lag bei experimentell
ermitteltem
Rissbeginn
bei 94 Prozent.
Das liegt sehr nah an den theoretischen
100 Prozent,
die
zu Rissbeginn
angezeigt
werden
sollten.
Im Gegensatz
dazu
lag das Johnson-Cook-Kriterium
zu Rissbeginn
nur bei knapp
50 Prozent.
Es ist damit
für die Versagensvoraussage
in diesem
Prozess
deutlich
ungenauer
als das Mohr-Coulomb-Kriterium.
FAZIT
UND AUSBLICK
Für die Voraussage
der Kernrissinitiierung
bei Querwalzprozessen
unter
kalten
Bedingungen
scheint das Mohr-Coulomb-
Modell sehr gut geeignet.
Für die Warmumformung
konnte
korrekt
vorausgesagt
werden,
dass kein Kernriss
auft
reten
wird. Zur Feststellung, wie genau die beiden untersuchten
Versagensmodelle der Warmumformung eine Kernrissinitiierung
voraussagen, müssen
Werkstoffe und Legierungen
herangezogen werden,
die auch in der Warmumformung
zu
Kernrissen
führen.
Folgenden
Projektbeteiligten
sei Dank für die Zusammenarbeit
ausgesprochen:
Die Hirschvogel
Eisenach GmbH
beschaffte
das nötige
Material,
während
die SMS Group
die Probenfertigung
sowie
die Validierungssimulationen
für 1.7139 übernahm.
Die Validierungsexperimente
für 1.7139
führte
das LFM, Fachhochschule
Südwestfalen durch. Die
EJOT Gruppe
führte
Versuche
und Experimente
zur Validierung
für 1.5525 durch. Alle
übrigen
Versuche,
Simulationen
und Auswertungen
führte
das IVP der ETH Zürich durch.
70 massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2019