Dokumentation zu Materialkennwerten

Vorlesung 1.1
Allgemeine Information
zum Verhalten
metallischer Werkstoffe
Forminnotech
Folie: 1
Welche Spannungen treten auf ... ?
Forminnotech
MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 3
Arbeitsinhalte:
• Fliesskurve
• Fliessort
• Normalenregel
• Isotrope und kinematische Verfestigung
• Starr-plastisches Werkstoffgesetz
• Elasto-plastisches Werkstoffgesetz
• Vorgehensweise bei der numerischen Berechnung
– „mean normal“ u. „radial return“ Integrationsmethoden
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MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 4
Methoden der Werkstoffdatenermittlung
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Folie: 5
Reales Umformverhalten
GrenzformänderungsSchaubild GFS
Fliesskurve
Fliessort
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MatForm
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Folie: 6
Constitutive models
FLC
Yield locus
Forminnotech
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Folie: 7
Applied experimental methods
Description of the
yield behaviour
•Hardening (yield) curve
•Yield locus
•Forming limit behaviour
Forminnotech
MatForm
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Folie: 9
Zugversuch
Forminnotech
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Folie: 10
Kalt-Verfestigung der Werkstoffe
Kraft-Weg:
Kraft-Weg: F(u)
F(u)
Kraft F(u)
Verfestihung H
Fliesskurve
Fliesskurve
Ho
math. Approximation
log. Dehnung
Verschiebung u
Forminnotech
Experiment
MatForm
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Folie: 11
Auswertung der Daten – Fliesskurve (1)
MatForm
Forminnotech
MatForm
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Folie: 12
Experimentelle Werkstoffdatenermittlung
Zugversuch
Bulge-Versuch
Torsionsversuch
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MatForm
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Goniometer
Folie: 13
Miyauchi Test
Forminnotech
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Folie: 17
Miyauchi Test
Miyauchi-Test: deformed specimen
Forminnotech
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Folie: 18
Miyauchi Test
Tensile test
Miyauchi test
Forminnotech
MatForm
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Folie: 19
Bulge Test
Forminnotech
MatForm
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Folie: 20
Extrusion
Forminnotech
MatForm
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Folie: 21
Dilatometer Versuch
Forminnotech
Folie: 22
Materialkennwerte
Warmfliessspannung AA7075 (Zener-Hollomon)
340
380
420
460
°C
Fliessspannung kf [MPa]
250
200
150
100
50
0
0
1
2
3
4
Umformgeschwindigkeit dPhi/dt [1/s]
Forminnotech
5
6
Folie: 23
Torsion Test
Forminnotech
MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 24
Torsion Test
Forminnotech
MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 25
Upset Test
Forminnotech
MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 26
II)
•
Anisotropic behaviour
Common yield locus
specification
– R0, R45, R90
•
Real behaviour
– non quadratic YL shape
– anisotropic hardening
– kinematic hardening
Forminnotech
MatForm
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Folie: 27
Verhalten metallischer Werkstoffe
Fliesskurve
Fliesskurve
Plastische
PlastischeVerfestigung
Verfestigung
Verfestigung H
σyy
elastisch
σxx
Ho
Experiment
math. Approximation
log. Dehnung
Forminnotech
MatForm
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Folie: 28
Yield locus evaluation
Forminnotech
MatForm
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Folie: 29
Auswertung der Daten – Fliessort (2)
MatForm
Forminnotech
MatForm
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Folie: 30
Einfluss des Fliessorts
St14
Hill’old
ODF
Forminnotech
MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 31
FOK n. Hill 49
Forminnotech
MatForm
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Folie: 32
Hill‘49 (quadratisch)
Allgemeine Formulierung:
F = a1(σ22-σ33)2 + a2(σ33-σ11)2 + a3(σ11-σ33)2 +
+ 3 a4 τ232 + 3 a5 τ312 + 3 a6 τ122 - 2 σy2 = 0
an : Streckungsfaktoren
Forminnotech
MatForm
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Folie: 33
Hill‘49 (quadratisch)
Vereinfachte Form für Hauptspannungen
σV =
R
R
1
2
2
2
(σ1 − σ 2 ) +
(σ 2 − σ 3 ) +
(σ 3 − σ 1 )
1+ R
P (1+ R )
1+ R
∆ε
R = 22 = R0
∆ε 33
Forminnotech
∆ε11
P=
= R90
∆ε 33
MatForm
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Folie: 34
Hill‘49 (quadratisch)
Vereinfachte Form für den ebenen Hauptspannungszustand mit
Normalanisotropie
2R
2
σ V = (σ12 −
σ 1σ 2 + σ 2 )
(1+ R )
R=P=
Forminnotech
∆εξξ
∆ε 33
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Folie: 35
Titanium, 3.7304, 0.8 mm
R0=3.5 , R45 = 3.0 , R90 = 2.0 , m = 1.6
Forminnotech
MatForm
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Folie: 36
Fliessort n.
Barlat-Lian
Forminnotech
MatForm
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Folie: 37
Barlat-Lian
m
2 σ v = a K1+ K2
m
+ a K1 - K2
m
+ (2 - a) 2 K2
m
K1 = .5 ( σ xx + h σ yy )
2
K2 = [{.5 ( σ xx - h σ yy )} +
Forminnotech
MatForm
Zürich 07.09.2002
2 2 1/2
p τ xy ]
Folie: 38
AA 5182, thickness 1.2 mm
R0= 0.50 , R45 = 1.35 , R90 = 0.65 , m = 1.8
Forminnotech
MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 39
END
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MatForm
Zürich 07.09.2002
Folie: 48