Erweiterte Blechwerkstoffmodellierung im Rahmen eines gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozesses

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Die Arbeit untersucht den gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozess mit einem Fokus auf einer realitätsnahen numerischen Abbildung dieser Prozesse basierend auf der Finite-Elemente-Methode (FEM). Zentrale Aspekte sind die temperaturabhängige Materialcharakterisierung und -modellierung des Blechwerkstoffs sowie die genaue Abbildung des Fließverhaltens des verwendeten schmelzflüssigen Kunststoffs. In der FE-Simulation werden neben den strukturellen und strömungsmechanischen Eigenschaften auch die temperaturabhängigen Wechselwirkungen berücksichtigt. Die thermomechanischen Bedingungen führen dazu, dass sich das Blech durch den Kontakt mit der Kunststoffschmelze auf eine ungünstige Umformtemperatur erwärmt, was bei Stahlwerkstoffen zur Blausprödigkeit führt. In diesem Temperaturbereich verändern sich die Festigkeitswerte, das Formänderungsvermögen und die anisotropen Eigenschaften des Blechwerkstoffs im Vergleich zu Raumtemperatur. Daher müssen die geänderten Materialeigenschaften in einem Materialmodell berücksichtigt werden. Durch die erweiterte Materialbeschreibung kann die Vorhersage der Umformeigenschaften des Blechwerkstoffs beim gekoppelten Spritzgieß-Blechumformprozess verbessert werden.