| Simulation des Verformungsverhalten der zweiphasigen Verbundwerkstoff |
Schlüsselwörter:
Two-phase polycrystal, elasto-viscoplastic material model, heterogeneity, anisotropy, flow behaviour, crystallographic texture, strain field
Sachgruppe der DNBAbstract
Multi-phase metallic composites are widely applicable in the automobile and aerospace industries. To study the rather complex mechanical behaviour of such multi-phase materials, we investigate á-iron-copper polycrystalline composites as a model material in this work. The aim of the present work is to understand the mechanical behaviours of two-phase polycrystals, especially, the coupling of the deformation behaviour on the micro- and macro-level under large plastic deformation. Seven types of such Fe-Cu composites with different phase volume fraction are studied. Fe-Cu polycrystals are charaterized as being highly inhomogeneous and anisotropic under plastic deformation. To study the plastic behaviours of aforementioned Fe-Cu composites, a elasto-viscoplastic material model is used. The axisymmetric and three-dimensional simulations are performed with the finite-element method. For the axisymmetric model, the cross sectiones of the real microstructures are used. The 3D simulations are based on the Poisson-Voronoi microstructure with periodic boundary conditions. The numerical and experimental results are compared for the flow behaviour, the local deformation behaviour, and the crystallographic texture evolution.
Mehrphasige metallische Verbundwerkstoffe werden häufig in der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt verwendet. In dieser Arbeit wird das mechanische Verhalten von mehrphasigen Werkstoffen am Beispiel von zweiphasigen α-Eisen-Kupfer-Verbundwerkstoffen untersucht. Das Ziel der Arbeit ist es, das mechanische Verhalten von zweiphasigen Polykristallen und dabei insbesondere die Kopplung des Verformungsverhaltens auf der Mikro- und Makroebene bei großen plastischen Verformungen zu verstehen. Es werden sieben Typen von Fe-Cu-Verbundwerkstoffen mit unterschiedlichem Phasenvolumenanteil untersucht. Fe-Cu Polykristalle zeichnen sich durch eine großen Inhomogenität und Anisotropie bei plastischen Verformungen aus. Zur Untersuchung der plastischen Eigenschaften der betrachteten Fe-Cu-Werkstoffe wird ein elastisch-viskoplastisches Materialmodell verwendet. Mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode werden rotationssymmetrische und dreidimensionale Berechnungen durchgeführt. Für das rotationssymmetrische Modell dienen experimentelle Schliffbilder von Fe-Cu als Grundlage. Die 3D-Simulation basiert auf Poisson-Voronoi-Mikrostrukturen mit periodischen Randbedingungen. Es erfolgt ein Vergleich der numerischen Ergebnisse mit experimentellen Daten für das Fließ verhalten, das lokale Deformationsverhalten, und die kristallographische Texturentwicklung.
| Betreuer | Albrecht Bertram |
| Betreuer | Thomas Böhlke |
| Gutachter | Albrecht Bertram |
| Gutachter | Thomas Böhlke |
| Gutachter | Christian Hartig |
| Upload: | 2008-03-25 |
| URL of Theses: | http://diglib.uni-magdeburg.de/Dissertationen/2007/yanschneider.pdf |