Modellierung der Texturentwicklung in der FE-Simulation mittels FE-VPSC

Bei gerichteten Umformprozessen wie Walzen und Strangpressen wird das Gefüge in Umformrichtung stark gedehnt. Dadurch kommt es zu einer bevorzugten Ausrichtung der Kristallorientierung der anfänglich meist zufällig orientierten Körner. Diese Ausrichtung – die Textur – und die Streckung der Körner führt zu anisotropen Materialeigenschaften. Daher treten bei der weiteren Umformung, z. B. beim Tiefziehen von Blechen, Phänomene wie die sogenannte Zipfelbildung auf. Die Anisotropie-Simulation ermöglicht die Untersuchung der
Auswirkungen von texturbedingten Fehlern in Umformprozessen sowie die Entwicklung möglicher Lösungen. Rein phänomenologische Modelle zur Abbildung der Anisotropie arbeiten mittels Optimierung von Materialparametern oder der Angabe von R-Werten. Methoden wie die hier verwendete Visco-Plastic Self-Consistent (VPSC) Methode ermöglichen hingegen einen tieferen Einblick in die Mikrostruktur. Für die Simulation der weiteren Entwicklung der Mikrostruktur ist eine initiale Textur als Ausgangszustand notwendig. Diese kann als zufällig verteilt oder mittels Messung (z. B. mittels electron backscatter diffraction) berücksichtigt werden. Dadurch können die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften sowie die resultierende Mikrostruktur nach der Umformung vorhergesagt werden. Die Ergebnisse aus den Simulationen mit VPSC zeigen eine gute qualitative Übereinstimmung mit typischen Versuchen aus gewalztem Vormaterial.