Beschreibung
P 1445 – Vorhersage des Restumformvermögens an vorverformten schergeschnittenen Bauteilkanten im offenen und geschlossenen Schnitt
Der Einsatz des trennenden Fertigungsverfahrens des Scherschneidens kann zu einem reduzierten Restformänderungsvermögen der schergeschnittenen Bauteilkanten führen. Wenn eine so hergestellte Kante anschließend umgeformt wird, kann dies ein vorzeitiges Materialversagen, ausgehend von der Bauteilkante, zur Folge haben. Dieses Problem tritt insbesondere bei der Verarbeitung von hoch- und höchstfesten Blechwerkstoffen wie Dualphasenstählen auf. In der Praxis erfolgt die Herstellung von komplexen Bauteilen häufig als eine Abfolge von mehreren Tiefzieh-, Beschneid-, Nachform-, Abstell- oder Kragenziehoperationen. Der Einfluss einer vorangegangenen Blechumformung auf die Kantenrissempfindlichkeit ist jedoch in der Literatur nur unzureichend und teils widersprüchlich beschrieben.
Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss einer Blechvorumformung auf die Kantenrissempfindlichkeit für verschiedene Scherschneidstrategien anhand von drei verschiedenen Dualphasenstählen untersucht. Dazu werden Proben aus homogen vorumgeformten Blechen mit verschiedenen Vorumformungsarten und -beträgen entnommen und die Kantenrissempfindlichkeit mit Hilfe des Edge-Fracture-TensileTests (EFTT) ermittelt.
Die Versuchsergebnisse zeigen, dass eine Blechvorumformung eine Reduzierung der Kantenrissempfindlichkeit für alle Blechwerkstoffe und initial kantenrissempfindlichen Scherschneidstrategien zur Folge hat. Die notwendige Vorumformung, um die Kantenrissempfindlichkeit vollständig zu eliminieren, ist ein Werkstoffkennwert und somit unabhängig von der Schneidstrategie bzw. der initialen Kantenrissempfindlichkeit ohne Vordehnung. Anhand von Mikrohärtemessungen im Bereich der Schnittkante kann ein Zusammenhang zwischen dem Aufhärteverhältnis des kantennahen Bereichs verglichen mit dem Grundwerkstoff und der Kantenrissempfindlichkeit herstellt werden.
Durch die Berücksichtigung einer vordehnungsabhängigen Kantenrissempfindlichkeit bei der Bauteilauslegung in der FEM-Simulation kann eine Erweiterung des Prozessfensters erzielt werden. Im Gegensatz dazu hätte die Fixierung nur auf einen, von der Vordehnung unabhängigen Kantenrissempfindlichkeitsfaktor in der Simulation eine Unterbewertung der Umformbarkeit der Kanten zur Folge.
Veröffentlichung:
Oktober 2022
Autoren:
A. Kindsmüller, M.Sc., Prof. Dr.-Ing. W. Volk
