Integration metallphysikalischer Werkstoffmodelle in die FEM zur Simulation von Umformprozessen

Der Schwerpunkt dieses Beitrages liegt auf der Einbindung von metallphysikalischen Werkstoffmodellen in die FEM zur genaueren Beschreibung der Gefügeentwicklung bei mehrstufigen Warmumformprozessen. Es werden verschiedene Simulationskonzepte vorgestellt und deren erfolgreiche Anwendbarkeit auf die Werkstoffe Aluminium und Stahl gezeigt. Die verwendeten Ansätze erlauben eine Beschreibung metallkundlicher Vorgänge wie Verfestigung, Texturentwicklung, Rekristallisation und Erholung. Eine direkte Verknüpfung mit der plastomechanischen FE- Simulation gewährleistet, dass diese Vorgänge direkten Einfluss auf das Materialverhalten während der Simulation haben. Erfolgreich werden empirische Ansätze durch physikalische Modelle ersetzt werden. Insbesondere die interaktive Verknüpfung von Textur- und Versetzungsdichtemodell ermöglicht eine durchgängige Berücksichtigung der Anisotropie auf das Fließverhalten des Werkstoffs. Diese Kopplung ist für die Simulation von Walzprozessen von großem Interesse.