Prediction of springback for ultra high strength steel sheets

Ma, Ning; Bleck, Wolfgang

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-46120

Prediction of springback for ultra high strength steel sheets = Die Vorhersage der Rückfederung von extrem hochfesten Stahlblechen

Ma, Ning (Author)

2013

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Ning Ma

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2013

UmfangII, 141 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Zsfassung in dt. und engl. Sprache

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Bleck, Wolfgang (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2013-06-17

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-46120
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/230320/files/4612.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Federung (Genormte SW) ; Finite-Elemente-Methode (Genormte SW) ; Tiefungsversuch (Genormte SW) ; Stahlblech (Genormte SW) ; Technik (frei) ; Rückfederung (frei) ; UHSS (frei) ; Chaboche-Modell (frei) ; FEM (frei) ; springback (frei) ; Chaboche model (frei) ; bulge test (frei) ; steel sheet (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 600

Kurzfassung
Die Vorhersage der Rückfederung ist von großer Bedeutung, um den Anwendungsbereich von extrem hochfesten Stahlblechen zu erweitern, da diese immer große geometrische Abweichungen nach der Entnahme aus den Werkzeugen aufgrund der sehr elastische Dehnung und der geringen Dicke zeigen. Im aktuellen Arbeitsbereich wird das Lemaitre-Chaboche-Typ isotrop-kinematisches Modell angewendet, um die Verfestigung während der Umformung und Rückfederung zu beschreiben. Dieser berücksichtigt sowohl die Größe als auch die Mittenbewegung des Fließortes. Die Parameter der kinematischen Komponente werden durch den Zugversuch sowie den hydraulische Tiefungsversuch, welcher wesentlich ist, da eine höhere Dehnung als im Zugversuch erreicht werden kann, bestimmt. Die isotrope Komponente wird durch den zyklischen einachsigen Zug-Druck-Test kalibriert. Zwei einfache repräsentative Tests, einschließlich Hutziehen und Biegen unter Zug-Tests werden durchgeführt und mit ABAQUS simuliert. Eine Sensitivitätsstudie wird durchgeführt, um den Einfluss unterschiedlicher Werkzeuge und Verfahrensparameter auf die Ausprägung der Rückfederung zu untersuchen. Die Ergebnisse der Simulation beider Tests mit dem Lemaitre-Chaboche Modell korrelieren gut mit den Experimenten. Die Anwendung der Methodik an den industriellen Teilen beweist, dass sie auch bei komplizierteren, industriellen Umformprozessen herangezogen werden kann.

The prediction of springback is of great importance to broaden the application of ultra high strength steel sheets, which always exhibit large of amount of geometric deviation after removal from the tools due to the high elastic strain and the small thickness. In the current work the Lemaitre-Chaboche type isotropic-kinematic model is applied to describe the strain hardening during forming and springback, which takes into consideration both the size extension and the centre movement of the yield locus. The parameters of the kinematic component are calibrated by tensile test as well as hydraulic bulge test, which is essential in the way that a much higher strain level is achievable than in tensile test. The isotropic component is characterised by cyclic uniaxial tension-compression test. Two simple representative tests including top hat drawing and bending under tension tests are performed and simulated with ABAQUS code. Sensitivity study is carried out to investigate the influence of different tooling and processing parameters on the springback amount. The simulation results of the two tests with Lemaitre-Chaboche model correlate well with the experiments. The application of the methodology to industrial parts proves that it is capable to guide the more complicated industrial forming processes.

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