Bestimmung des Formänderungsvermögens bei der Kaltmassivumformung

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Aktuell ist es nicht möglich, quantitative Aussagen über den Werkstückbereich und den Zeitpunkt einer Rissinitiierung in Umformprozessen zu treffen, basierend auf den entwickelten Schadenskriterien. Eine numerische Bestimmung des Formänderungsvermögens könnte jedoch die wirtschaftliche Auslegung von Kaltmassivumformprozessen verbessern und eine wissenschaftliche Innovation darstellen. Ziel der Forschungsarbeit war die Entwicklung, Verifikation und Validierung eines neuen Modells zur numerischen Bestimmung des Formänderungsvermögens kaltmassiv umgeformter Metallwerkstoffe. Hierfür wurde ein mehrstufiger Ansatz verfolgt. Ein neues Schadensmodell wurde entwickelt, das sich von bestehenden makromechanischen und mikromechanischen Modellen abhebt, um deren Vorteile zu integrieren und Nachteile auszuschließen. Der Modellansatz basiert auf der Erstellung einer Umformgeschichte, die das Formänderungsvermögen des Werkstoffs beschreibt. Das Formänderungsvermögen von 16MnCr5 wurde experimentell ermittelt und durch Umformgeschichten numerisch dargestellt. Eine Methode zur Schadensvorhersage wurde mit einem künstlichen neuronalen Netz (KNN) entwickelt, das durch Grob- und Feinoptimierung aufgebaut wurde. Schließlich wurde das KNN anhand mehrerer Analogieversuche und Realbauteile verifiziert und validiert.