Neue Finite-Elemente-Methoden zur Simulation des Duktilbruchs in Al - SiC:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
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| adam_text | Titel: Neue Finite-Elemente-Methoden zur Simulation des Duktilbruchs in Al SiC
Autor: Wulf, Jürgen
Jahr: 1995
IV Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1 2 Finite Elemente zur Simulation duktilen Rißwachstums 5 2.1 Die Finite-Elemente-Methode...................... 7 2.2 Aspekte der Rißfortschrittssimulation ................. 13 2.3 Entwicklung der Methode des Elementausfalls............. 16 2.3.1 Behandlung von Spannungen und Kräften........... 17 2.3.2 Behandlung der Steifigkeitsmatrix und der Knoten......23 2.3.2.1 Der Topologiealgorithmus............... 26 2.3.3 Elemente mit extremer Lage der Seitenmittenknoten.....31 2.3.3.1 Kritische Seitenverhältnisse.............. 34 2.4 Zusammenfassung der Ergebnisse..........~......... 37 3 Experimentelle Untersuchungen 39 3.1 Voruntersuchungen des Probenmaterials................40 3.1.1 Legierungsanalyse........................ 40 3.1.2 Vickershärte ........................... 42 3.1.3 Volumenanteil und Größenverteilung der SiC-Partikel .... 44 3.1.4 Fließkurvenbestimmung im Rastegaev-Stauchversuch.....49 3.1.5 Zusammenfassung der Ergebnisse................ 51 3.2 Untersuchungen des Bruchverhaltens von Al/SiC........... 53 3.2.1 Duktilbruch und Phänomenologie des Bruchs in Al/SiC ... 53 3.2.2 Versuchsanordnung........................ 56 3.2.3 Auswirkung unterschiedlicher Kerbgeometrien......... 58 3.2.4 Stabiler Rißfortschritt bei Proben mit Seitenkerben......63 3.2.5 Bruchflächen und Schliffbilder.................. 69 3.2.6 Zusammenfassung der Ergebnisse................ 77
V 4 Simulation duktiler Bruchvorgänge 79 4.1 Kriterien zur Beschreibung des duktilen Versagens.......... 85 4.2 Makroskopischer Rißfortschritt..................... 88 4.2.1 Modellbildung .......................... 89 4.2.2 Verbindung von Experiment und Rechnung: 3D-Berechnung der elastischen Nachgiebigkeit von Proben mit Seitenkerben . 93 4.2.3 Berechnung von Kraft-Verschiebungskurven.......... 98 4.2.4 Einfluß von Elementmittelung und Netzgüte..........105 4.2.5 Zusammenfassung der Ergebnisse................112 4.3 Mikroskopischer Rißfortschritt......................114 4.3.1 Die Methode der mehrphasigen finiten Elemente.......116 4.3.2 Modellerstellung.........................120 4.3.3 Spannungs-/Dehnungsanalyse im Realgefüge .........126 4.3.4 Simulation des Rißfortschritts im Realgefüge anhand verschiedener Versagenskriterien..................133 4.3.5 Der Damage-Parameter D ....................147 4.3.6 Rißpfadberechnung mit Hilfe des D-Parameters........155 4.3.7 Zusammenfassung der Ergebnisse................165 5 Zusammenfassung 168 6 Literatur 174
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