Zur Gewichsreduktion werden im Fahrzeugbau in weiterhin zunehmendem Maße höchstfeste Stähle verbaut. Diese zeichnen sich durch sehr hohe Zugfestigkeiten aus, haben jedoch eine im Vergleich zu klassischen Karosseriestählen geringere Bruchdehnung. Um das Verhalten der höchstfesten Stähle im Crashfall bewerten zu können, muß auch das mögliche Versagen mit einer hinreichenden Genauigkeit prädiktiv berechnet werden. Das Versagen ist ein extrem lokaler Vorgang, der durch ein im Verhältnis dazu relativ großes Element abgebildet werden muss. Daher kann ein Finites Element bzw. ein Integrationspunkt nur einen Mittelwert der unterschiedlichen Verhalten in dem von ihm repräsentierten Materialvolumen darstellen, also die Summe aus elastisch-plastischem Verhalten mit lokal unterschiedlichen Triaxialitäten und gegebenenfalls Bruch. Je größer das Element ist, desto mehr unterschiedliche lokale Verhalten werden so zu einem einheitlichen Elementverhalten zusammengefasst. Grundidee der Finite-Element-Rechnung ist aber genau das Gegenteil davon, nämlich die Darstellung eines Vorgangs durch die Summe des Einzelverhaltens einer hinreichend großen Anzahl von Elementen, die im Verhältnis zum abzubildenden Verhalten relativ klein sind. Ein Anriss hat immer eine extreme Konzentration der Spannungen und Dehnungen im Rissgrund zur Folge, aufgrund derer sich der Riss weiterentwickelt. In der Finite-Element-Berechnung werden jedoch zur Darstellung von Versagen klassischer Weise die Elemente gelöscht, die das Versagenskriterium überschritten haben. Die in den gelöschten Elementen wirkenden Kräfte werden auf die angrenzenden Elemente verteilt. Je größer die Elemente sind, desto weniger bildet diese Vorgehensweise die eigentliche lokale Konzentration im Rissgrund ab, weshalb eine weitere prädiktive Berechnung des Rissverlaufs unmöglich ist. Es wurde der Versuch unternommen, sich dieser Problematik für die Crash-Berechnung in LS-DYNA mit MAT_GURSON_JC zu nähern. Dieses basiert auf der Annahme, dass das Bruchverhalten von der Belastungsart, die vom Spannungszustand bestimmt wird, abhängig ist. Vorgestellt werden pressgehärtete Stähle, das Versagen und dessen Implementierung in LS-DYNA, die Ermittlung der Load Curve Johnson Cook (LCJC) sowie die Ermittlung des Skalierungsfaktors Delta bzw. der Skalierungskurve LCDAM. Im Ergebnis der Untersuchungen wird festgestellt, dass MAT_GURSON_JC sehr gute Voraussetzungen für die prädiktive Berechnung des Versagens von pressgehärteten Stählen bei Verwendung sehr kleiner Elemente bietet. Die in der Crashberechnung typischerweise verwendeten Elemente sind jedoch bei Weitem zu groß, um diese Möglichkeiten vollständig nutzen zu können.


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    Titel :

    Neue Ansätze zur Beschreibung von pressgehärtetem Stahl in der Crash-Simulation


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    12 Seiten, 10 Bilder, 4 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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