Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg



Identifikation und Modellierung der Werkstoffcharakteristik für die Finite-Element-Analyse von Blechumformprozessen



Projektstatus: abgeschlossen

Mitarbeiter


Durch die zunehmende Bedeutung von Leichtbaukonzepten, insbesondere im Automobilbau, wird in der Blechformteileproduktion die Verwendung fertigungstechnisch anspruchsvoller Werkstoffe immer wichtiger. Um diese werkstofftechnologische Möglichkeit in vollem Umfang nutzen zu können, wird heutzutage bei der Methodenplanung zur Herstellung derartiger Blechformteile die Finite-Element-Analyse FEA als etabliertes Werkzeug eingesetzt. Die dabei erzielte Berechnungsqualität hängt in großem Maße von der Qualität der Eingangsdaten wie beispielsweise des Verfestigungsverhaltens, der Versagensgrenzen oder des tribologischen Systems ab. Diese Werkstoff- und Tribologiedaten sind insbesondere bei den hoch- bis höchstfesten Stahlwerkstoffen sowie modernen, umformoptimierten Aluminiumlegierungen weitestgehend unbekannt. Das übergeordnete Ziel dieses Forschungsvorhabens, das von Wissenschaftlern an universitären und industriellen Forschungsstellen bearbeitet werden soll, besteht daher in der Ermittlung und Beschreibung des Werkstoffverhaltens, der Identifikation von theoretischen Modellen sowie der darin enthaltenen Parameter, um die bereits existierenden Möglichkeiten der Prozessanalyse und der Methodenplanung unter zuhilfenahme der FEA signifikant zu verbessern. Dabei steht neben der Identifikation von Werkstoffcharakteristika insbesondere die Entwicklung neuartiger experimenteller, analytischer und numerischer Strategien im Fokus der Forschungsaktivitäten. Um dieses Ziel zu erreichen, werden in interdisziplinärer Weise Grundlagenuntersuchungen durchgeführt, die die miteinander verknüpften mechanischen, werkstofftechnologischen, messtechnischen und umformtechnischen Aspekte der Problemstellung berühren. Der Analysephase, die in Kooperation mit den industriellen Forschungsstellen erfolgt, schließt sich die Synthese der erzielten Erkenntnisse mit dem Ziel an, praktikable experimentelle Versuchsaufbauten sowie die jeweilige zugehörigen theoretische Grundlage für eine schematische Auswertung zu entwickeln. Somit wird die Basis für verbesserte Prüf- und Auswertemethoden geschaffen, die zukünftig sowohl im universitären als auch industriellen Umfeld angewendet werden.


Veröffentlichungen

    2011

    • Merklein, M.; Biasutti, M.; Nguyen, H.; Böhm, W.:
      Flow Behaviour of Advanced Aluminium Materials.
      In: Hirt, G.; Tekkaya, E.A. (Hrsg.): Steel research international: Special Edition: 10th International Conference on Technology of Plasticity, Wiley-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, 2011, S. 1066-1071

    • Merklein, M.; Biasutti, M.:
      Forward and Reverse Simple Shear Test Experiments for Material Modeling in Forming Simulations.
      In: Tekkaya, E.A. (Hrsg.): Proc. of the 10th International Conference on Technology of Plasticity (ICTP), Springer, 2011, akzeptiert

    2010

    • Merklein, M.; Biasutti, M.; Lupino, R.; Kuppert, A.:
      Modellierung des Verfestigungsverhaltens von Blechwerkstoffen.
      In: Liewald, M.; Tekkaya, A. E. (Hrsg.): 13. Workshop - Simulation in der Umformtechnik (19.03.2010), IFU-Stuttgart; IUL-Dortmund, 2010, S. 70-77

    • Kuppert, A.; Merklein, M.:
      Enhanced Investigation of Flow and Necking Behavior of Sheet Metal within Layer Compression and Tensile Tests.
      In: DIMITROV, D. (Hrsg.): Proc. of COMA 10, 2010, S. 147-152

    • Merklein, M.; Kuppert, A.; Geiger, M.:
      Time dependent determination of forming limit diagrams.
      Annals of the CIRP 59-1(2010), S. 295-298

    • Merklein, M.; Kuppert, A.; Mütze, S.; Geffert, A.:
      New Time Dependent Method for Determination of Forming Limit Curves Applied to SZBS800.
      In: Kolleck, R. (Hrsg.): Proc. 50th Conference of IDDRG 2010, Verlag der Technischen Universität Graz, 2010, S. 489-498

    • Kuppert, A.; Merklein, M.; Mütze, S.:
      Experimental and Analytic Determination of Forming Limit Curves Applied to a Bainitic Steel.
      In: Gese, H. (Hrsg.): Proc. of MATFEM Conference 2010, 2010, S. 4

    2009

    • Merklein, M.; Biasutti, M.:
      A Contribution to the Optimisation of a Simple Shear Test.
      Key Engineering Materials (2009)410-411, S. 467-472

    • Merklein, M.; Kuppert, A.; Biasutti, M.:
      Experimentelle Ermittlung der Formgebungsgrenzen metallischer Werkstoffe unter reiner Scherung.
      In: Tekkaya, A. E. (Hrsg.): 12. Workshop - Simulation in der Umformtechnik (26.03.2009), 2009, S. 70-74

    • Merklein, M.; Kuppert, A.; Biasutti, M.:
      Investigation of failure under shear-tension conditions with optical metrology.
      In: GOM mbH (Hrsg.): Proc. of GOM Conference (25.05.2009), 2009, auf CD veröffentlicht

    • Merklein, M.; Kuppert, A.; Biasutti, M.; Lupino, R.:
      Innovative Methoden zur Charakterisierung des Fließverhaltens und des Werkstoffversagens von Blechwerkstoffen.
      In: Zwick (Hrsg.): testXpo - 18. Fachmesse für Prüftechnik (19.10.2009), 2009, S. 141-146

    • Merklein, M.; Kuppert, A.; Biasutti, M.; Lupino, R.:
      Research activities in field of materials forming behaviour and failure mechanisms.
      In: ZWICK (Hrsg.): testXpo - 18. International Forum for Materials Testing (19.10.2009), 2009, S. 60-65

    • Merklein, M.; Kuppert, A.:
      A Method for the Layer Compression Test Considering the Anisotropic Material Behavior.
      In: (Hrsg.): International Journal of Material Forming, Springer, 2009, S. 483-486

    2008

    • Kuppert, A.; Merklein, M.:
      Ermittlung temperaturabhängiger Werkstoffkennwerte für die Auslegung von Halbwarm- und Warmumformprozessen.
      Metall - Magazin für die metallverarbeitende Wirtschaft 05.2008(2008)05, S. 22-25

    • Merklein, M.; Kuppert, A.:
      Trends und Möglichkeiten der Prüftechnik zur Charakterisierung der Umformeigenschaften von Blechwerkstoffen.
      In: Zwick (Hrsg.): testXpo - 17. Fachmesse für Prüftechnik, 2008, S. 121-126

    Letztes Update: 11.10.2012