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September 2014
Simon M. Seuren
Werkstoff- und Prozessmodelle für das industrielle Warmwalzen von Grobblech
Die Werkstoff- und Prozessmodellierung zur Beschreibung der Gefügeentwicklung und ihrer Rückkopplung auf die integralen Prozessgrößen spielt beim Grobblechwalzen seit jeher eine wesentliche Rolle. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Entwicklung und vollumfängliche Parametrierung des onlinefähigen Walzmodells RoCaT ("Rolling Calculation Tool") für das industrielle Grobblechwalzen anhand von drei Referenzstähle aus den Werkstoffklassen "niedriglegiert", "mikrolegiert" und "hochlegiert" erarbeitet.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass klassische Modellierungskonzepte für die Berechnung von Walzkraft und Walzmoment in Kombination mit sorgfältig ermittelten Werkstoffparametern und Korrekturfaktoren in RoCaT zum Großteil gute (+- 10 %) bis sehr gute (+- 5 %) Ergebnisvoraussagen liefern. Für Einzelfälle, bei denen es zu größeren Abweichungen kommt, konnten die Modellvoraussagen bereits durch einfache Ansätze zur inversen Parameteranpassung bis in den Bereich guter Übereinstimmung deutlich verbessert werden. Auf Basis der Sensitivitätsanalyse konnte verdeutlicht werden, dass es für die Erhaltung und Verbesserung der mathematischen Robustheit und der Adaptierbarkeit des Kraft- und Momentmodells erforderlich ist, die Freiheitsgrade in der angeschlossenen Rekristallisationsberechnung durch eine "reduzierte Gefügekopplung" zu stabilisieren.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass klassische Modellierungskonzepte für die Berechnung von Walzkraft und Walzmoment in Kombination mit sorgfältig ermittelten Werkstoffparametern und Korrekturfaktoren in RoCaT zum Großteil gute (+- 10 %) bis sehr gute (+- 5 %) Ergebnisvoraussagen liefern. Für Einzelfälle, bei denen es zu größeren Abweichungen kommt, konnten die Modellvoraussagen bereits durch einfache Ansätze zur inversen Parameteranpassung bis in den Bereich guter Übereinstimmung deutlich verbessert werden. Auf Basis der Sensitivitätsanalyse konnte verdeutlicht werden, dass es für die Erhaltung und Verbesserung der mathematischen Robustheit und der Adaptierbarkeit des Kraft- und Momentmodells erforderlich ist, die Freiheitsgrade in der angeschlossenen Rekristallisationsberechnung durch eine "reduzierte Gefügekopplung" zu stabilisieren.
Schlagwörter: Warmwalzen; Grobblech; Walkraftmodell; Temperaturmodell; Gefügeentwicklung; Lokale Formänderungen; Sensitivitätsanalyse
Umformtechnische Schriften
Herausgegeben von Univ. Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hirt (Aachen), Prof. Dr.-Ing. Dierk Raabe (Düsseldorf) und Prof. em. Dr.-Ing. Dr. h.c. mult. Dr.-Ing. E.h. Reiner Kopp, Aachen / Düsseldorf
Band 172
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Shaker Verlag GmbH
Am Langen Graben 15a
52353 Düren
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