Thermomechanische Analyse propagierender Instabilitäten in Metallen - von Experimenten zu zuverlässigen numerischen Vorhersagen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Andreas Menzel
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527828607

Materielle Instabilitäten wirken sich erheblich auf die Eigenschaften des jeweiligen Metalls aus, wie z.B. Duktilität, Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit. Typische Beispiele für materielle Instabilitäten in Metallen sind Phasenübergangs- und Lokalisierungsphänomene. Letztere stehen im Mittelpunkt dieses Projektes, nämlich propagierende materielle Instabilitäten in Form von Lüders Bändern und dem Portevin-Le Chatelier (PLC) Effekt. Das Auftreten und die Entwicklung solcher Bänder plastischer Verformung, die mit der so genannten Reckalterung zusammenhängen, hängen sowohl von der Belastungsrate als auch von der Temperatur ab. Das Verständnis und die zuverlässige Vorhersage propagierender Lüders- und PLC-Bänder sind von entscheidender Bedeutung für die ressourceneffiziente Konstruktion von Bauteilen und Strukturen aus Materialien, die diese Phänomene aufweisen. Dies erfordert einerseits fortschrittliche thermomechanische Modelle, welche die Entstehung und Entwicklung dieser Bänder bei unterschiedlichen Belastungsraten und Temperaturniveaus erfassen, und andererseits fortschrittliche experimentelle Untersuchungen im Rahmen der Parameteridentifikation. Ein einheitliches Modell, das die zuverlässige und gleichzeitige Vorhersage von Lüders-Bändern und des PLC-Effekts bei verschiedenen Belastungsraten und Temperaturniveaus erfasst und das auf der Grundlage von Verschiebungs- und Temperaturfelddaten identifiziert wird, ist in der Literatur nicht verfügbar. Das Ziel dieses Projektes besteht darin, diese Lücke zu schließen und ein solches Modell zusammen mit der Identifizierung auf der Grundlage von Experimenten mit vollständigen Felddaten zu etablieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Partnerorganisation: Narodowe Centrum Nauki (NCN)
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Jerzy Pamin