Dierk, Franz Roters, Zisu Zhao, Kurt Helming, Max-Planck-Str.1 40237 Düsseldorf, Germany, raabe@mpie.de http://www.mpg.de http://www.mpie.de http://edoc.mpg.de http://edoc.mpg.de Anisotropie, Textur, Umformtechnik Lecture Notes - Vorlesung
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)? Verläßliche Werkzeugoptimierung? überall ähnliche Blechstärke? Vorhersage des lokalen Springback? überall bekannte n-werte mit guten Streckzieheigenschaften? 4000 Jahre Anisotropie Engineering
σ e.g. Hill FEM σ σ e.g. TBH FEM σ Anisotropie-Engineering konventionelle Methoden
D. Computational Materials Science, Vol. 19 (2000) 13 26 Anisotropie-Engineering Fließort aus Textur und lokaler Festigkeit
D. Computational Materials Science, Vol. 19 (2000) 13 26 Anisotropie-Engineering Fließort aus Textur und lokaler Festigkeit
D. Computational Materials Science, Vol. 19 (2000) 13 26 Anisotropie-Engineering Fließort aus Textur und lokaler Festigkeit
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
300 stress 200 100 0 0 5 10 15 20 25 strain TCCP-FEM n i γ b j f(g) Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
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. 408 412 (2002) 257 262. 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) 169-180 Concepts for integrating plastic anisotropy into metal forming simulations D., Z. Zhao, W. Mao: Acta Materialia 50 (2002) 4379 4394 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. 339-361 Using texture components in crystal plasticity finite element simulations
0 scatterwitdh 10 scatterwitdh sym unsym Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
0 scatterwitdh 10 scatterwitdh misori PHI Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
0 scatterwitdh 10 scatterwitdh misori PHI Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
1.15 1.10 0% Random Portion Relative Earing Height 1.05 1.00 0.95 0.90 71% 29% Random Portion Experiment Sample A 0.85 0 15 30 45 60 75 90 Angle to Angel rolling to direction RD [ ] Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
1.10 1.08 0% Random Portion 32% Random Portion 1.06 Relative Earing Height 1.04 1.02 1.00 0.98 0.96 68% Random Portion Experiment 0.94 Sample B 0.92 0 15 30 45 60 75 90 Angle to Angel rolling direction to RD [ ] Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
Anisotropie-Engineering mit der Texturkomponenten Finite Elemente Methode
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?
div. of reorientation field TBH bcc 48 slip systems plane strain Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?
Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?
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?
3% 8% 15% Divergenzbetrachtung - wie drehen Texturkomponenten?
Röntgen-Raster-Textur-Eigenspannungsmeßplätze
Röntgen-Raster-Textur-Eigenspannungsmeßplätze
Hochauflösungs-Feldemissions-REM mit EBSP und EDX
Rasterelektronenmikroskope mit EDX, EBSP
Transmissionselektronenmikroskop mit EDX und Texturanalyse
Beispiel: Aluminium - Heterogenität der Dehnungsverteilung und Oberfläche in Automobil-Legierungen