Anisotropie, Textur, Umformtechnik

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Achim Kurzmann
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1 Dierk, Franz Roters, Zisu Zhao, Kurt Helming, Max-Planck-Str Düsseldorf, Germany, Anisotropie, Textur, Umformtechnik Lecture Notes - Vorlesung

2 Anisotropie, Textur, Umformtechnik VORLESUNG konventionelle Methoden Fließortkonzepte neue Methode Texturkomponenten in Kristall-Plastizitäts FE Beispiele Näpfchenziehversuch Experimente Texturen und Blechprüfung Texturkomponenten Finite Elemente Methode

überall ähnliche mechanische Eigenschaften? Vorhersage der Texturänderungen? überall bekannte Texturen mit guten Tiefzieheigenschaften? Verläßliche Vorhersage von Hot Spots (Fehler)?

4 überall ähnliche mechanische Eigenschaften? Vorhersage der Texturänderungen? überall bekannte Texturen mit guten Tiefzieheigenschaften? Verläßliche Vorhersage von Hot Spots (Fehler)? Verläßliche Werkzeugoptimierung? überall ähnliche Blechstärke? Vorhersage des lokalen Springback? überall bekannte n-werte mit guten Streckzieheigenschaften? 4000 Jahre Anisotropie Engineering

5 σ e.g. Hill FEM σ σ e.g. TBH FEM σ Anisotropie-Engineering konventionelle Methoden

6 D. Computational Materials Science, Vol. 19 (2000) Anisotropie-Engineering Fließort aus Textur und lokaler Festigkeit

7 D. Computational Materials Science, Vol. 19 (2000) Anisotropie-Engineering Fließort aus Textur und lokaler Festigkeit

8 D. Computational Materials Science, Vol. 19 (2000) Anisotropie-Engineering Fließort aus Textur und lokaler Festigkeit

9 FEM u i,j e.g. TBH n i γ b j M g i CP-FEM n i γ b j g i Anisotropie-Engineering konventionelle Methoden

10 300 stress strain TCCP-FEM n i γ b j f(g) Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

11 References D., K. Helming, F. Roters, Z. Zhao, J. Hirsch : Proceedings of the 13th International Conference on Textures of Materials ICOTOM 13, 2002, Seoul, Korea, Trans Tech Publications, ed.: Dong Nyung Lee, Materials Science Forum, Vols (2002) Texture Component Crystal Plasticity Finite Element Method for Scalable Large Strain Anisotropy Simulations Z. Zhao, F. Roters, W. Mao, D. : Adv. Eng. Mater. 3 (2001) p.984/990 Introduction of A Texture Component Crystal Plasticity Finite Element Method for Industry-Scale Anisotropy Simulations D., P. Klose, B. Engl, K.-P. Imlau, F. Friedel, F. Roters: Advanced Engineering Materials 4 (2002) Concepts for integrating plastic anisotropy into metal forming simulations D., Z. Zhao, W. Mao: Acta Materialia 50 (2002) On the dependence of in-grain subdivision and deformation texture of aluminium on grain interaction D. and F. Roters: International Journal of Plasticity 20 (2004) p Using texture components in crystal plasticity finite element simulations

12 0 scatterwitdh 10 scatterwitdh sym unsym Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

13 0 scatterwitdh 10 scatterwitdh misori PHI Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

14 0 scatterwitdh 10 scatterwitdh misori PHI Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

15 Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

16 Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

17 % Random Portion Relative Earing Height % 29% Random Portion Experiment Sample A Angle to Angel rolling to direction RD [ ] Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

18 % Random Portion 32% Random Portion 1.06 Relative Earing Height % Random Portion Experiment 0.94 Sample B Angle to Angel rolling direction to RD [ ] Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

19 Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode

20 div. of reorientation field, TBH bcc, 48 slip systems, plane strain (ϕ 1 =0 ) 1.) 2.) 3.) div r(g) =0 >0 <0 Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?

21 div. of reorientation field TBH bcc 48 slip systems plane strain Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?

22 Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?

thickness Divergenzbetrachtung - wie drehen

23 Exact cube friction µ=0.1 on top /bottom surfaces 50% reduced in thickness cube with 2.5 scatter friction µ=0.1 on top /bottom surfaces 50% reduced in thickness cube with 2.5 scatter friction µ=0.3 on top /bottom surfaces 50% reduced in thickness Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?

24 3% 8% 15% Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?

25 Röntgen-Raster-Textur-Eigenspannungsmeßplätze

26 Röntgen-Raster-Textur-Eigenspannungsmeßplätze

27 Hochauflösungs-Feldemissions-REM mit EBSP und EDX

28 Rasterelektronenmikroskope mit EDX, EBSP

29 Transmissionselektronenmikroskop mit EDX und Texturanalyse

30 Beispiel: Aluminium - Heterogenität der Dehnungsverteilung und Oberfläche in Automobil-Legierungen

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