ultralights by voestalpine
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Wie weit ist der jeweilige Stahl umformbar? Wo ist die Grenze zum Versagen? Grenzformänderungskurven (Forming Limit Curves, FLCs) geben darüber Auskunft. voestalpine hat das bestehende Modell zur Ermittlung von FLCs basierend auf Zugversuchskennwerten weiterentwickelt. Mit geringerem Aufwand können jetzt noch präzisere FLCs erstellt und Daten für neu entwickelte Stähle Kund:innen rascher zur Verfügung gestellt werden.
In den letzten Jahren wurden hochfeste Stähle mit Zugfestigkeiten von 1.000 MPa und mehr entwickelt. Innovative Stähle der voestalpine erweitern die Möglichkeiten im automobilen Leichtbau. Dazu zählen neue high-ductility Dual- und Complexphasen-Stähle oder martensitische Stähle, die die Festigkeitslücke zu den presshärtenden Stählen schließen.
Mit FLCs können die Versagensgrenzen von Stählen bestimmt und die Umformbarkeit von Stählen miteinander verglichen werden. Verwendung finden sie z. B. in Machbarkeitsanalysen, Umformsimulationen oder in der Werkzeugkonstruktion für tiefgezogene Bauteile. Die experimentelle Datenermittlung, bei der Proben zum Versagen gebracht und messtechnisch ausgewertet werden, ist aufwendig, zeitraubend und teuer. Bereits seit 2012 verfügt voestalpine über ein lineares Regressionsmodell (Schmid et al. 2012), mit dem die Haupt- und Nebendehnung für jede FLC-Probengeometrie vorhergesagt und der Einfluss von Blechdicken und Materialeigenschaften analysiert werden kann. Basis bildeten damals 330 FLCs, die für die zu dieser Zeit verfügbaren Stahlsorten ermittelt wurden. Jetzt, 10 Jahre später, umfasst die voestalpine Datenbank 770 FLCs, ermittelt nach der Schnittlinienmethode, und 250 FLCs, erarbeitet nach der zeitabhängigen Methode, die das erhöhte Umformpotenzial moderner hochduktiler Stahlsorten genauer beschreibt.
Beim Update werden als Prädiktorvariablen verschiedene Teilmengen von Parametern aus verfügbaren Materialtestdaten verwendet, wie z. B. Blechdicke, Streckgrenze, Zugfestigkeit, Gleichmaß- und Bruchdehnung. Die FLCs des weiterentwickelten Modells wurden mit einem umfassenden Satz experimentell ermittelter FLCs verglichen. Die Auswertung zeigte, dass das aktualisierte Modell die experimentellen FLCs hinreichend genau beschreibt – und das nur auf der Grundlage von Zugversuchsdaten. Vorgestellt wird das Update auf der „14th European LS-DYNA Conference 2023“ in Baden-Baden (Deutschland). Nähere Details finden Sie auch im technischen Report.
