Charakterisierung hochfester Karosserieblechwerkstoffe unter quasistatischer und crashartiger Scherbelastung

Abstract

Scherbelastung ist für die Crashsicherheit ein besonders kritischer Lastfall, da Versagen ohne vorherige Einschnürung eintritt und die kritischen Dehnungen in der Scherzone bei verschiedenen metallischen Werkstoffen mit zunehmender Dehnrate deutlich kleiner werden. Für eine dehnratenabhängige Schercharakterisierung wurden in dieser Arbeit für einen Dualphasenstahl DP1000 und einen mikrolegierten Stahl ZStE340 numerische und experimentelle Untersuchungen an Schrägkerb-Scherzug-Proben durchgeführt. Durch Variation der Geometrieparameter Scherlänge, Kerbradius und Kerbversatz wurde werkstoffspezifisch eine verbesserte Scherprobengeometrie mit annähernd proportionalen Scherdehnungspfaden, hohen Scherzonendehnungen bis Bruch und einer fraktografisch nachgewiesenen Scherbruchfläche entworfen. Unter quasistatischer Belastung wurden in der Scherzone kurz vor Bruch hohe Vergleichsdehnungen bis zu 0,9 für den DP1000 und bis zu 1,6 für den ZStE340 mit Grauwertkorrelation ausgewertet, unter Crashbelastung dagegen um bis zu 40 % niedrigere Dehnungen. Damit ist eine Verbesserung der dehnratenabhängigen Schercharakterisierung dünner Blechwerkstoffe erreicht