Experimentelle und numerische Grundlagen zur Modellierung der Wärmefreisetzung beim Umformen von Stahlblechen

Das Merkblatt bietet verschiedenen Anwendergruppen der stahlverarbeitenden Industrie sowie Softwareentwicklern und -anwendern einen methodischen Leitfaden zur Ermittlung des materialspezifischen Anteils der plastischen Arbeit, welcher in Wärme umgewandelt wird. Es werden die notwendigen Experimente und Restriktionen beschrieben, um eine variable Wärmefreisetzungsfunktion in Abhängigkeit von Umformgrad, Umformrate und Spannungszustand ermitteln zu können.

Des Weiteren wird die Vorgehensweise von der Auswertung und Berechnung bis hin zur Implementierung des Modells zur Wärmefreisetzung in die Simulationssoftware LS-DYNA aufgezeigt. Mittels dieser experimentell bestimmten variablen Wärmefreisetzungsfunktion wird eine genaue Vorhersage der Temperaturentwicklung im Werkstück aufgrund von plastischer Arbeit angestrebt. Die im Nachhinein aufgeführten Ergebnisse (FB 521) beruhen auf Arbeiten im Rahmen des IGF-Vorhabens 19245N.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurden ein Dualphasenstahl CR590Y980T-DP sowie ein Tiefziehstahl CR5 untersucht. Diesbezüglich werden Empfehlungen zur Charakterisierung der Wärmefreisetzung basierend auf der Aufnahme von Temperatur- und Dehnungsfeldern ausgesprochen, welche die Grundlage für die erläuterten Berechnungen bieten.