Entwicklung und Anwendung von neuartigen plastischen Materialmodellen für die Finite-Elemente-Analyse
Year: 2014
Type: book-chapter
Abstract: Die Materialmodellierung hat einen wesentlichen Einfluss auf die Genauigkeit von Finite-Elemente-Analysen.Insbesondere bei hohen Belastungen ist eine möglichst exakte Beschreibung des Materialverhaltens ausschlaggebend für die sichere Auslegung von Bauteilen und Maschinenelementen.Ein Großteil der in der Technik eingesetzten Werkstoffe verhält sich bei hohen Spannungen plastisch, d.h.es treten bleibende Deformationen auf.In dem vorliegenden Beitrag wird zunächst ein Überblick über die nach Stand der Technik vorhandenen plastischen Materialgesetze gegeben.Es erfolgt eine Erläuterung der Behandlung dieser Gesetze im Rahmen der Finite-Elemente-Analyse, wobei auf die erforderlichen Algorithmen und Elementtechniken eingegangen wird.Außerdem werden Anwendungsbeispiele beschrieben, bei denen der Einsatz plastischer Materialmodelle zu einer deutlichen Verbesserung der Abbildungsgenauigkeit führt.Anschließend werden neuartige Materialmodelle entwickelt, die eine veränderte Fließrichtung besitzen und dadurch eine entkoppelte Steuerung der plastischen Querkontraktion erlauben.Der Beitrag enthält auch eine Beschreibung der zur Lösung dieser neuartigen Materialgesetze erforderlichen Erweiterungen der Finite-Elemente-Analyse. Schließlich werden anhand eines TRIP-Stahls Anwendungsgebiete der neuartigen Plastizitätsmodelle vorgestellt.
Authors: Christoph Wehmann, Frank Rieg
Institution: University of Bayreuth
Language: German
Subfield: Mechanical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W2206151817