Reduzierung der Kantenrissempfindlichkeit durch Nachschneiden

Projektbeschreibung

Durch den zunehmenden Einsatz höher- und höchstfester Stahlwerkstoffe bei der Blechumformung gewinnt das Thema der Kantenrissvermeidung sowohl in der Forschung als auch in der Industrie vermehrt an Bedeutung. Bei der Umformung schergeschnittener Blechzuschnitte tritt häufig ein unerwartetes und nicht vorhersehbares Bauteilversagen durch Kantenrisse auf. Durch die Variation der Scherschneidstrategie und der Scherschneidparameter wird die Kantenrisssensitivität entscheidend beeinflusst. Durch einen 2-stufigen Scherschneidprozess kann durch Variation der
Abschnittgeometrie, welche auf die Schnittliniengeometrie, auf den Blechwerkstoff und auf die Blechdicke abgestimmt sein muss, das Restumformvermögen der Schnittkante deutlich erhöht und somit die Kantenrissneigung reduziert werden.
Forschungsziel ist es daher, durch eine Kombination von Experiment und Simulation das Restumformvermögen schergeschnittener Bauteilkanten, mit an die jeweiligen lokalen Bedingungen angepassten Nachschneidparametern, zu maximieren und in einem einfach zu implementierenden Modell für die Prozessauslegung zur Verfügung zu stellen. Für die Bauteilauslegung ist eine Quantifizierung des maximal zulässigen Umformgrades an der Bauteilkante erforderlich. Dieser wird beim offenen Schnitt mittels Edge-Fracture-Tensile-Test (am utg entwickeltes Kantenrissprüfverfahren) quantitativ ermittelt, aufbereitet und für übliche FE-Simulationstools als Werkstoffkennwert bereitgestellt. Für verschiedene Krümmungsradien erfolgt die Bestimmung des maximal zulässigen Umformgrades mittels Kragenziehversuchen. Der Einfluss der Krümmung auf die Kantenrissempfindlichkeit wird anhand der durchgeführten Versuche bewertet und in einem weiteren Modell bereitgestellt. Somit werden für die Bauteilauslegung die prozessangepassten Schneidparameter, die eine Minimierung der Kantenrissempfindlichkeit erlauben, sowie der dazugehörende maximal zulässige Umformgrad in Abhängigkeit der Geometrie bereitgestellt.