ICME-based crash relevant parts of high manganese TWIP steels

 

Ziel dieses Projekts ist eine präzise Vorhersage der Faltenbildung und Energieabsorption einer hexagonalen Crashbox aus einem hochmanganhaltigen TWIP Stahl.

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  Von Ab Initio zum Crashverhalten ICMEaix Multiskalensimulation für eine Crashbox

Crashboxen werden als Strukturbauteile in Rohkarosserien angewendet, um die Sicherheit der Mitfahrer im Falle eines Crashs zu erhöhen. Sie eignen sich zur Aufnahme einer maximalen Energie im Falle des Aufpralls. Bei gleichbleibendem Gewicht der Karosserie tragen hochfeste Stähle zu einer verbesserten Fahrzeugsicherheit bei.

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 761 “Stahl – ab initio” werden hochmanganhaltige TWIP Stähle für Crash relevante Strukturbauteile erprobt. Hochmangan Bandmaterial wird im Bandgussverfahren und nachfolgendem Kaltwalzen am Institut für Bildsame Formgebung IBF hergestellt. Durch Drei-Punkt-Biege-Verfahren und Laserschweißen werden hexagonale Crashboxen erzeugt. Ein dynamischer Fallturmversuch wird durchgeführt, um einen Frontalaufprall bei einer mittleren Geschwindigkeit am fka (Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH Aachen) zu simulieren. Trotz der vorteilhaften Eigenschaften der vorgelegten Legierungen sind Simulationen für weitere Verbesserungen des Engergieabsorptionsvermögens der hochmanganhaltigen Stähle notwendig, die sogar handelsübliche Stähle überbieten können.

Die Crash-Versuche werden unter Einsatz von der Finite-Elemente-Methode am IBF einschließend neu entwickelter Modelle zur Beschreibung der Kaltverfestigung simuliert. Diese Modelle berücksichtigen mikrostrukturelle Entwicklungen wie mechanische Zwillingsbildung. Um die Entwicklungen von Mikrostrukturen während plastischer Verformung ordnungsgemäß zu beschreiben, werden neue Werkstoffmodelle am MPIE (Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH) entwickelt. Sie ermöglichen die Identifizierung von verbesserten Prozessbedingungen für das Kaltwalzen und die Wärmebehandlung für die Herstellung der Halbzeuge mit optimiertem Crashverhalten in der Endanwendung.

 

Projektpartner

Organisation Anschrift
Institut für Bildsame Formgebung IBF,
RWTH Aachen
Intzestr. 10,
52072 Aachen
Max-Planck-Institut für Eisenforschung MPIE GmbH Max-Planck-Str. 1,
40237 Düsseldorf


 

Veröffentlichungen

  1. O. Güvenç, F. Roters, T. Hickel, M. Bambach: ICME for Crashworthiness of TWIP Steels - From Ab Initio to the Crash Performance, JOM 67 (2015) 120-128 | RWTH Publications
  2. O. Güvenç, M. Daamen, M. Bambach, G. Hirt: Comparison of the crashworthiness of two high manganese steels, in: W. Bleck, D. Raabe (Eds.), Proceedings of the 2nd International Conference on High Manganese Steels, 2014, pp. 45-48 | RWTH Publications