Erweiterung der Formgebungsgrenzen rissbehafteter Halbwarm-Massivumformprozesse unter Anwendung der Schädigungsmechanik und der Finite-Elemente-Methode

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In dieser Arbeit werden schädigungsmechanische Modelle zur Rissvorhersage im Halbwarmbereich untersucht. Eine Vielzahl von Stählen wird verwendet, um den Einfluss von Legierungsbestandteilen und Gefügestrukturen auf die Rissbildung zu analysieren. Besonders im erhöhten Temperaturbereich hat das Gefüge einen erheblichen Einfluss auf den Rissbildungsmechanismus. Die Kragenprobe, die bereits im Kaltbereich erfolgreich eingesetzt wurde, wird als geeignete Probenform gewählt. Diese zeigt sowohl bei scharfen Rissauftritten als auch bei höheren Temperaturen einen vorwiegenden Gleitbruchmechanismus, was die Anwendung mikromechanischer Schädigungskriterien zur Rissprognose ermöglicht. Im Rahmen der experimentellen Arbeiten werden materialspezifische Parameter für die FEM-Simulation ermittelt. Die Variationsbreite bei der Stahlherstellung erfordert Fließkurvendaten aus Materialien, die in der industriellen Produktion bei rissanfälligen Produkten verwendet werden. Zudem sind für einige Modelle, wie das der Effektiven Spannungen, materialspezifische Parameter zu bestimmen. Da die experimentelle Ermittlung im Halbwarm-Zugversuch aufwändig ist, wird eine Übertragung in die FEM-Simulation geprüft. Einflussparameter auf das Schädigungsmodell werden analysiert, und die experimentellen Ergebnisse werden mit den FEM-Simulationen verglichen. Allgemeingültige Einflussparameter auf die duktile Rissentstehung werden identifiziert und zur Diskussion