In dieser Arbeit wurden numerische Simulationen mit dreidimensionalen Modellen der Gefüge unterschiedlicher Blechwerkstoffe durchgeführt, um das plastische Fließverhalten in Abhängigkeit wesentlicher Mikrostrukturmerkmale zu bestimmen. Auf diese Weise ist es möglich, die auf Basis einer experimentellen Charakterisierung durchgeführte Bestimmung von Werkstoffeigenschaften durch Simulationsergebnisse für beliebige Belastungszustände zu ergänzen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Sintern dünner Keramikstreifen auf Substrat wurde mit einem partikel-basierten Simulationsverfahren untersucht. Ein direkter quantitativer Vergleich der Ergebnisse mit Werten aus abgestimmten Experimenten, bei denen gleichartige Keramikproben verwendet wurden, zeigte eine sehr gute Übereinstimmung. Zudem wurden in der Simulation einzelne Parameter systematisch variiert, um deren Einfluss auf bestimmte Effekte zu untersuchen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das anisotrope mechanische Verhalten von Blechwerkstoffen wurden mit der Finiten Elemente Methode auf Basis von Mikrostrukturmodellen kombiniert mit der Kristallplastizität untersucht. Die Vorgehensweise wurde erfolgreich für drei einphasige Werkstoffe angewendet: zwei ferritische Stähle DC04 und DX56 sowie die Aluminiumlegierung AA6014. Es konnten technisch relevante Kennwerte, wie E-Modul, Fließspannung und r-Werte in guter Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen berechnet werden. Darüber hinaus wurde die experimentelle Datenbasis um Informationen über die Form des Fließorts erweitert. Für den Stahl DC04 wurde basierend auf diesen Ergebnissen das phänomenologische Materialmodell nach Hill 48 ausgewählt und dessen Modellparameter bestimmt. Das Materialmodell wurde mit einem effizienten Spannungsalgorithmus implementiert, bei dem das Gleichungssystem auf die Lösung einer nichtlinearen Gleichung mit einer Unbekannten reduziert werden konnte. Bei der Anwendung des Modells in der Tiefziehsimulation zylindrischer Näpfchen, konnte eine gute Übereinstimmung der vorhergesagten Stempelkraft und des Zipfelprofils mit Messergebnissen gezeigt werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Arbeit wurden Widerstandspunktschweißverbindungen zwischen einem mikrolegierten HC340LAD-Stahl und pressgehärtetem 22MnB5 bei quasistatischen Belastungen charakterisiert und mit der Finite Elemente Methode (FEM) modelliert. Die Tragfähigkeiten, das Verformungs- und das Bruchverhalten der Mischverbindungen wurden hierbei mithilfe von Detailmodellen (FEM), sowie mit einem erweiterten analytischen Versagensmodell berechnet. In beiden Fällen zeigte der Vergleich mit experimentellen Daten sehr gute Übereinstimmungen. Für punktgeschweißte 22MnB5-Bleche wurde erstmals isoliert untersucht, inwieweit die Erweichungszone, die beim Schweißen durch das Anlassen des martensitischen Ausgangsgefüges auftritt, die mechanischen Eigenschaften der Bleche beeinflusst. Sowohl experimentell als auch rechnerisch wurde gezeigt, dass die Erweichungszone bei Zugbelastungen der Bleche den versagenskritischen Gefügebereich darstellt und deren Festigkeit und Verformungsvermögen beschränkt. Möglichst hohe Festigkeiten, sowie eine hohe Ausnutzung des Verformungsvermögens der Bleche können nur dann erreicht werden, wenn die geometrischen Abmessungen der Erweichungszone möglichst klein sind.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Diese Arbeit thematisiert die Homogenisierung gleitsystemübergreifender Versetzungsreaktionen in einer physikalisch begründeten Formulierung der Metallplastizität. Basierend auf Vergleichen mit diskreten Versetzungsdynamiksimulationen wird eine Beschreibung von Versetzungsnetzwerken entwickelt. Damit wird die Verfestigung als eine Folge der Evolution von Versetzungsnetzwerken erreicht, welche wiederum aus einem Zusammenspiel aus plastischer Scherung und physikalischen Mechanismen entsteht. This work deals with the homogenization of dislocation reactions across slip systems in a physically based three-dimensional formulation of metal plasticity. Based on comparisons with discrete dislocation dynamics simulations, a description of dislocation networks is developed. Thereby, strain hardening is achieved as a consequence of the evolution of dislocation networks, which in turn results from an interaction of plastic slip and physical mechanisms.
Aktualisiert: 2021-03-22
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In dieser Arbeit wurden numerische Simulationen mit dreidimensionalen Modellen der Gefüge unterschiedlicher Blechwerkstoffe durchgeführt, um das plastische Fließverhalten in Abhängigkeit wesentlicher Mikrostrukturmerkmale zu bestimmen. Auf diese Weise ist es möglich, die auf Basis einer experimentellen Charakterisierung durchgeführte Bestimmung von Werkstoffeigenschaften durch Simulationsergebnisse für beliebige Belastungszustände zu ergänzen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Das anisotrope mechanische Verhalten von Blechwerkstoffen wurden mit der Finiten Elemente Methode auf Basis von Mikrostrukturmodellen kombiniert mit der Kristallplastizität untersucht. Die Vorgehensweise wurde erfolgreich für drei einphasige Werkstoffe angewendet: zwei ferritische Stähle DC04 und DX56 sowie die Aluminiumlegierung AA6014. Es konnten technisch relevante Kennwerte, wie E-Modul, Fließspannung und r-Werte in guter Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen berechnet werden. Darüber hinaus wurde die experimentelle Datenbasis um Informationen über die Form des Fließorts erweitert. Für den Stahl DC04 wurde basierend auf diesen Ergebnissen das phänomenologische Materialmodell nach Hill 48 ausgewählt und dessen Modellparameter bestimmt. Das Materialmodell wurde mit einem effizienten Spannungsalgorithmus implementiert, bei dem das Gleichungssystem auf die Lösung einer nichtlinearen Gleichung mit einer Unbekannten reduziert werden konnte. Bei der Anwendung des Modells in der Tiefziehsimulation zylindrischer Näpfchen, konnte eine gute Übereinstimmung der vorhergesagten Stempelkraft und des Zipfelprofils mit Messergebnissen gezeigt werden.
Aktualisiert: 2023-03-31
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In der vorliegenden Arbeit wurden Widerstandspunktschweißverbindungen zwischen einem mikrolegierten HC340LAD-Stahl und pressgehärtetem 22MnB5 bei quasistatischen Belastungen charakterisiert und mit der Finite Elemente Methode (FEM) modelliert. Die Tragfähigkeiten, das Verformungs- und das Bruchverhalten der Mischverbindungen wurden hierbei mithilfe von Detailmodellen (FEM), sowie mit einem erweiterten analytischen Versagensmodell berechnet. In beiden Fällen zeigte der Vergleich mit experimentellen Daten sehr gute Übereinstimmungen. Für punktgeschweißte 22MnB5-Bleche wurde erstmals isoliert untersucht, inwieweit die Erweichungszone, die beim Schweißen durch das Anlassen des martensitischen Ausgangsgefüges auftritt, die mechanischen Eigenschaften der Bleche beeinflusst. Sowohl experimentell als auch rechnerisch wurde gezeigt, dass die Erweichungszone bei Zugbelastungen der Bleche den versagenskritischen Gefügebereich darstellt und deren Festigkeit und Verformungsvermögen beschränkt. Möglichst hohe Festigkeiten, sowie eine hohe Ausnutzung des Verformungsvermögens der Bleche können nur dann erreicht werden, wenn die geometrischen Abmessungen der Erweichungszone möglichst klein sind.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Das Sintern dünner Keramikstreifen auf Substrat wurde mit einem partikel-basierten Simulationsverfahren untersucht. Ein direkter quantitativer Vergleich der Ergebnisse mit Werten aus abgestimmten Experimenten, bei denen gleichartige Keramikproben verwendet wurden, zeigte eine sehr gute Übereinstimmung. Zudem wurden in der Simulation einzelne Parameter systematisch variiert, um deren Einfluss auf bestimmte Effekte zu untersuchen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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