Accelerated cooling of heavy steel plates - selected aspects of modelling

Titel in Übersetzung: Schnellkühlen von Grobblech - Ausgewählte Kapitel der Simulation

Thomas Kaltenbrunner

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

Abstract

Grobbleche finden in vielerlei technischen Bereichen Anwendung, so zum Beispiel im Maschinen- und Anlagenbau. Der Herstellungsprozess beinhaltet im Wesentlichen vier Schritte: Aufheizen der Brammen, thermomechanisches Walzen, Schnellkühlen und Richten. Während des Schnellkühlens kommt es zu einer Phasentransformation. Diese wiederum führt zu transformationsinduzierter Plastizität (TRIP). TRIP hängt unter anderem sehr stark von der thermo-mechanischen Vorgeschichte des Materials ab. Ein Hauptziel dieser Diplomarbeit ist es, TRIP unter dem Einfluss einer vorhergehenden Verformung, wie sie beim Walzen auftritt, zu beschreiben. Um die Phänomenologie abzubilden, wird das bekannte Leblond-Gesetz mit Hilfe der zweiten und dritten Invariante des Spannungsdeviators so modifiziert, dass das Modell die im Vorverformungsexperiment beobachteten anisotropen TRIP- Dehnungen liefert. Experimentelle Daten aus Dilatometerversuchen werden herangezogen, um die Materialparameter des ausgewählten Modells anzupassen. Das anisotrope TRIP- Modell wird in Form einer ABAQUS User-Subroutine implementiert. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Ergebnisse eines 3D- und eines 1D-Finite Elemente Modells (FEM) zu korrelieren. Beide Modelle ermöglichen es, Vorhersagen über die Ebenheit der Bleche während und am Ende des Prozesses zu machen. Der Vorteil des 1D- Modell liegt in der extrem kurzen Rechenzeit. Das 1D- Modell berücksichtigt sämtliche Einflüsse entlang der Blechdickenrichtung. Das 3D-Modell ist in der Lage, zusätzlich Einflüsse der lateralen Dimensionen zu berücksichtigen. Um die Vorteile beider Modelle zu vereinen ist eine Korrelation zwischen 1D- und 3D- Modell notwendig. In dieser Arbeit wird eine algebraische Korrelationsbeziehung präsentiert, welche den Zusammenhang zwischen den beiden Modellen herstellt. Zum Zweck der Erstellung dieser Korrelationsbeziehung wurden umfangreiche Parameterstudien anhand beider Modelle durchgeführt und die fertige Korrelationsbeziehung wiederum stichprobenweise getestet.
Titel in ÜbersetzungSchnellkühlen von Grobblech - Ausgewählte Kapitel der Simulation
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Essl, Werner, Mitbetreuer (intern)
  • Antretter, Thomas, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung24 Okt. 2014
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2014

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 11-09-2019

Schlagwörter

  • Umwandlungsplastizität
  • Grobblech
  • Finite Elemente
  • Materialmodellierung

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