Umformverhalten und Grenzen von Schichtverbundwerkstoffen

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Der Innovationsdruck nimmt zu, während die Einführungszeiten neuer Produkte verkürzt werden. Hohe Materialkosten schränken experimentelle Untersuchungen zur Herstellbarkeit neuer Bauteilgeometrien ein, und Maschinen- sowie Umformparameter müssen präzise vorausberechnet werden. Innovative Werkstoffe wie funktionsoptimierte Sandwichbleche versagen bei konventioneller Verarbeitung schnell. Die Dissertation zielt darauf ab, die Umformeigenschaften und -grenzen von Sandwichblechen zu beschreiben, um den Umformprozess zu optimieren. Nach einer Literaturrecherche werden plastomechanische Ansätze, einschließlich analytisch-inkrementeller und Finite-Element-Methoden (FEM), vorgestellt. Mit analytisch-inkrementellen Beschreibungen werden komplette Versuchsserien automatisch generiert. FEM bietet höhere Genauigkeit, erfordert jedoch keine Programmierkenntnisse. Modelle zur Beschreibung des Klebverhaltens sind notwendig. Versagensfälle wie „Verschiebung“ und „Delamination“ werden untersucht. Zur Kalibrierung der Berechnungsmodelle werden Standard-Experimente wie Zug- und Scherzugversuche sowie V-Gesenkbiegen durchgeführt. Ein neuartiger Versuchsaufbau berücksichtigt den Einfluss der dissipierten Energie. Die Steifigkeit der Deckschichten wird iterativ eliminiert. Die Stärken der Methoden werden kombiniert, um präzise Parameter für das Klebmodell zu berechnen. Abschließend werden die entwickelten Berechnungs- und Optimierungsalgorithmen an