Thermomechanische Analyse des PLC-Effekts

In verschiedenen Al-Legierungen wird während der Umformung der so genannte PLC-Effekt beobachtet, bei dem eine für verschiedene Anwendungen unerwünschte dynamische Verformungsinstabilität (PLC-Band) hervorgerufen wird. Die im vorliegenden Antrag vorgesehenen Untersuchungen haben das Ziel, Möglichkeiten der Unterdrückung dieses Effekts durch eine gezielte Werkstoffanpassung und die Wahl von Bearbeitungsparametern aufzuzeigen. Die gewählte Herangehensweise ist durch eine enge Kopplung von Experiment, Modellbildung und Simulation gekennzeichnet, bei der die durch mechanische Dissipation bedingte Erwärmung des Werkstoffs berücksichtigt wird. Dadurch kann der Vergleich zwischen Experiment und Simulation sowohl auf Basis mechanischer als auch thermischer Feldgrößen vorgenommen und ein tieferer Einblick in das Werkstoffverhalten gewonnen werden. Dazu werden die inhomogenen Temperatur- und Deformationsfelder, die bei der Entstehung und Ausbreitung von PLC-Bändern auftreten, als Funktion der Vorbehandlung des Werkstoffs und der Verformungsbedingungen sowohl experimentell untersucht als auch thermomechanisch modelliert und simuliert. Hierbei wird das Ziel verfolgt, eine realitätsnähere Beschreibung des PLC-Bandverhaltens und dessen Abhängigkeit von verschiedenen internen und externen Parametern zu erreichen, um das Umformverhalten der Werkstoffe und die ortsabhängige Neigung zur Fließfigurenbildung vorhersagen zu können. Mittels Grauwertkorrelation von IR-Kamerabildern gemessene Dehn- und Temperaturratefelder, die ein von links nach rechts laufendes PLC-Band zeigen. Bei t = t1 liegt das Band im Temperaturratefeld hinter dem Band im Dehnratefeld und bei t = t3 davor.

Projektpartner

  • Prof. Dr. rer. nat. Bob Svendsen, Material Mechanics, RWTH Aachen University

Gefördert durch

Deutsche Forschungsgemeinschaft