Prognose der Schädigung und des Versagens anisotroper duktiler Metalle: Experimente, Modellbildung und numerische Simulationen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Brünig
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394286626

Aktuelle Entwicklungen im Leichtbau erzwingen immer höhere Anforderungen an die verwendeten Materialien, wobei anisotrope Eigenschaften eine große Rolle spielen. Daher muss sich die Frage nach detaillierten Kenntnissen über deren Verhalten ergeben, um mit Hilfe effizienter Berechnungen eine Vorhersage der Sicherheit von Bauteilen und innovativen Leichtbaustrukturen treffen zu können. Aus diesem Grund sind systematische Untersuchungen mit reproduzierbaren Versuchen, die alle relevanten Spannungszustände abdecken, unabdingbar. Hierzu werden Experimente mit ein- und biaxial beanspruchten metallischen Versuchskörpern durchgeführt, um unterschiedliche Schädigungs- und Versagensmechanismen in Abhängigkeit von der Orientierung zur Walzrichtung (Anisotropie) für eine große Bandbreite von Spannungszuständen bis zum endgültigen Versagen analysieren zu können. Mit Hilfe korrespondierender numerischer Simulationen wird ein Schädigungs- und Versagensmodell modifiziert, um das Deformations- und Versagensverhalten von anisotropen duktilen Metallen unter allgemeinen statischen Belastungsbedingungen numerisch analysieren zu können. Als wissenschaftliche Zielsetzung ist neben der Modellbildung auch die Festlegung biaxialer Standardexperimente und zugehöriger Probekörper vorgesehen, die zur Aufdeckung von Schädigungs- und Versagensmechanismen für unterschiedliche Spannungszustände bei der schnellen und kostengünstigen Sicherheits- und Lebensdaueranalyse im konstruktiven Ingenieurbau, der Luft- und Raumfahrttechnik sowie im Fahrzeug- und Schiffbau eingesetzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Steffen Gerke