Simulationsgestützte Optimierung von Partiell Gehärteten Automobilteilen aus Mehrphasen-Stahl*

Kurzfassung

Die Anforderungen hinsichtlich Leichtbau und Einsatzsicherheit im Automobilbau erfordern in zunehmendem Maß lokal angepasste Bauteile. Hier wird untersucht, inwieweit Crashträger aus Mehrphasenstählen durch lokale Härtung in einem Teilstück versteift werden können, ohne durch eine Vergrößerung der Querschnittsfläche das Gewicht zu erhöhen. Auf Basis dieser experimentellen Untersuchungen wird parallel die Verbesserung der Vorhersagekraft von Simulationsrechnungen durch Kopplung unterschiedlicher FEM-Programme erforscht. Ein Aspekt ist dabei die Übertragung und Interpolation tensorieller Größen wie Spannungs- oder Dehnungszustand. Damit gelingt erstmals eine durchgängige Simulationskette der Prozessschritte Umformung und Wärmebehandlung mit anschließender Crashsimulation.

Abstract

In the automotive industry, increasing demands for weight reduction as well a safety requirements have motivated the use of locally optimized components. This study shows how crashrelevant side rails made of multi-phase steels can be improved in terms of local rigidity by local hardening, thus avoiding an increase of the cross section. Based on the experiments, the improvement of crash simulations by simulation of the entire production chain is investigated. A dedicated software tool was developed to enable the coupling of a wide range of commercially available FEM software products for forming, heat treatment, and crash simulations. One central aspect to be solved is the transfer of tensor-like properties such as stress or strain states.