Die Anforderungen an die Crashsicherheit von Automobilen und damit indirekt an die Crashsimulation werden immer höher. Für industrielle Anwender der Umform- und Crashsimulation stellt sich derzeit insbesondere bei den modernen hochfesten Stählen wie Dualphasen- oder TRIP-Stählen das Problem der mechanischen Werkstoffmodelle und der dafür nötigen Kennwerte. Zwar gibt es auf akademischem Gebiet viele Entwicklungen zu den Modellen für die hochfesten Stähle und daraus resultierende Veröffentlichungen, die Umsetzung in kommerzielle Software erfolgt jedoch nicht oder erst mit großer Zeitverzögerung.

Die Prozessroute bei der Blechherstellung hochfester Stähle einschließlich der Wärmebehandlung zur Gefügeeinstellung hat einen starken Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften beim Umformen. Diese mechanischen Eigenschaften werden bei der Umformung lokal modifiziert und haben Einfluss auf die Kennwerte beim Crashverhalten des Bauteils. Der übergreifende Ansatz Wärmebehandlung - Umformung - Crash wurde jedoch bislang weitestgehend nicht berücksichtigt.

Ziel des Forschungsprojekts ist ein vielseitig einsetzbares Materialmodell unter Berücksichtigung der thermischen und mechanischen Vorgeschichte für die mechanischen Eigenschaften von Mehrphasenstählen, durch welches ein Optimierungspotential bei der Umform- und Crashsimulation von Bauteilen erreicht wird. Unter thermischer Vorgeschichte sollte die Wärmebehandlung zur Gefügeeinstellung bei Mehrphasenstählen (DP, TRIP) und der Vergütungsschritt beim Presshärten von 22MnB5 verstanden werden. Die mechanische Vorgeschichte ist insbesondere der Kaltumformprozess bei den Mehrphasenstählen und der Warmumform- und Presshärteprozess beim 22MnB5. Bei der Entwicklung des Materialmodells sollte auf vorhandenen Modellen der Literatur aufgebaut werden, diese sollten aber für einen Einsatz im industriellen Maßstab sowohl für die Umform- als auch für die Crashsimulation angepasst werden.

IWT – Stiftung Institut für Werkstofftechnik Bremen

IKFM – Institut für Festkörpermechanik TU Dresden

FAT-Arbeitskreises 27 AG "Crashsimulation von umgeformten Karosserieteilen"

Diese Projekt wurde von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V.  gefördert: AiF/Zutech-Projektes 379 ZN "UmCra"

Zum Abschlussbericht von UmCra

• InnoVisions (28.12.2015): "Aus für den Crashtest-Dummy?"
• AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (17.03.2016): "Sicher durch Simulation - Wie virtuelle Crashtests Autoinsassen bei Unfällen schützen"
• Springer Professional (08.04.2016): "Forscher entwickeln neues Materialmodell für virtuellen Crashtest"