Identification of constitutive parameters – optimization strategies and applications

The pursuit to reduce manufacturing costs and increase product quality has led industries to use commercial codes and appropriate material models to simulate a wide range of metal forming operations. This scenario has prompted a healthy discussion on the strategies to obtaining constitutive parameters able to yield accurate numerical predictions. Optimization-based parameter identification techniques have opened completely new routes to determine material parameters for this class of forming problems. Notwithstanding, the most appropriate optimization strategy (or development of new ones) for the trinomial forming operation – constitutive model – constitutive parameters is still open to debate. This work highlights the important role that optimization strategies play to determine parameters of constitutive models. A brief description of gradient-based, gradient-free and hybrid optimization approaches is presented within the framework of parameter identification. Comparative studies and applications to classical and damaged material models are also discussed. Die Anstrengungen zur Reduktion der Herstellungskosten und zur Erhohung der Produktqualitat fuhren dazu, dass Firmen kommerzielle Berechnungsprogramme und entsprechenden Materialmodelle verwenden, um eine breite Palette von Metallumformvorgangen zu simulieren. Dies hat die Diskussion uber die Strategien zur Bestimmung konstitutiver Parameter zur Erlangung genauer numerischer Vorhersagen angeregt. Optimierungsbasierte Parameteridentifikationstechniken eroffneten hierbei vollig neue Wege, um Materialparameter fur diese Klasse von Umformproblemen zu bestimmen. Ungeachtet dessen wird die am besten geeignete Optimierungsstrategie (oder deren Neuentwicklung) fur das dreistufige Problem Umformvorgang – konstitutives Modell – konstitutive Parameter immer noch diskutiert. Diese Arbeit unterstreicht die wichtige Rolle, die Optimierungsstrategien bei der Parameterbestimmung von Stoffgesetzen spielen. Eine kurze Beschreibung der gradientenbasierten, gradientenfreien und hybriden Optimierungsansatze wird im Rahmen der Parameteridentifikation dargestellt. Vergleichende Untersuchungen zur Anwendungen klassischer und Schadigungsmaterialmodelle werden ebenfalls diskutiert.