Modellierung und Regelung der Ausformung komplexer Rohrbauteile unter optimierter Nutzung der Martensitbildung bei austenitischen Edelstählen
Mechanical Properties of Metallic Materials and their Microstructural Origins
Final Report Abstract
Das Projekt „Modellierung und Regelung der Ausformung komplexer Rohrbauteile unter optimierter Nutzung der Martensitbildung bei austenitischen Edelstahlen" wird im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1204 „Algorithmen zur schnellen, werkstoffgerechten Prozesskettengestaltung und -analyse in der Umformtechnik" der DFG bearbeitet. Das Ziel des Projektes ist die Online-Abbildung und Online-Regelung eines mehrstufigen diskontinuierlichen Rohrherstellungsprozesses (U-O-Verfahren mit anschließendem Rotationszugbiegen) für ein optimiertes Ermüdungsverhalten des Bauteils. Hierfür wird einerseits der Zusammenhang der Prozessparameter wie Niederhalterkraft und Stempelgeschwindigkeit mit Umformparametern wie Umformgrad und Dehnungsverteilungen und andererseits der Zusammenhang des Martensitvolumenanteils mit den Umformparametern experimentell erfasst. Auf dieser Datenbasis wird die detaillierte FE-Analyse schrittweise vereinfacht um Algorithmen zur schnellen, werkstoffgerechten Prozesskettengestaltung und -analyse zu entwickeln und in die Prozesssteuerung einzubinden. Aus mathematischer Sicht führt das Projektthema auf ein Problem der optimalen Steuerung mit Nebenbedingung, die aus einem zeitabhängigen System partieller Differentialgleichungen besteht. Zur numerischen Behandlung der optimalen Steuerung wird ein zeitdiskretes Kontrollproblem behandelt. Hierbei wird zum einen untersucht, welche Größen sich aus numerischer Sicht zur Steuerung anbieten (z.B. Niederhalterkraft oder Blechnachführung). Zum anderen wird weiterverfolgt, inwiefern Konzepte der Modelladaptivität und schnelle Kontaktalgorithmen zu einer beschleunigten Lösung der Gesamtaufgabe beitragen können.
Publications
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