Mehrfachgleiten in der Kontinuumsversetzungsdynamik: Versetzungsreaktionen, Quergleiten und Quellbildung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Hochrainer
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257050271

Die Verwendung immer kleinerer Bauteile und die zunehmenden Anforderungen an die Präzision in Herstellungsprozessen haben den Grundlagen der Kristallplastizität in den letzten Jahren wieder breite Aufmerksamkeit beschert. Insbesondere auf kleinen Skalen trat dabei die Unzulänglichkeit klassischer Kontinuumskonzepte der Kristallplastizität zutage. Maßgeblich vom Antragsteller wurde in den letzten Jahren eine Theorie der Kontinuumsversetzungsdynamik aufgebaut. Diese Theorie wurde zunächst in einem höherdimensionalen Zustandsraum entwickelt, welcher die Versetzungslinienrichtung als unabhängige Variable enthält. Mittlerweile gibt es einen systematischen Ansatz, daraus Theorien ohne Zusatzdimensionen abzuleiten. Obwohl die Theorien grundsätzlich auch für allgemeine Versetzungskonfigurationen anwendbar sind, wurden sie bislang im Wesentlichen für Einfachgleitung ausgearbeitet. Anwendungen mit Mehrfachgleitung wurden als bloße Überlagerungen von Einfachgleitungen modelliert.Dieses Projekt setzt sich zum Ziel, die Versetzungswechselwirkung in Mehrfachgleitung in der Kontinuumsversetzungsdynamik besser abzubilden. Dafür sollen Konzepte erarbeitet werden, um Versetzungsreaktionen, Quergleiten und Versetzungsvervielfältigung in diese Theorie zu integrieren. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Wechselwirkung von Versetzungen auf unterschiedlichen Gleitsystemen. Als Teilziele können dabei (i) die Abbildung von Versetzungs(super)sprüngen und ihre Auswirkung auf die Dynamik , (ii) die Abbildung von Versetzungsreaktionen (Lomer-Lock, Hirth-Lock, Kollineare Reaktion etc.) und ihre Auswirkung auf die Dynamik und (iii) die Kopplung der immobilisierten Reaktions- und Sprungsegmente an die Bildung von Versetzungsquellen formuliert werden. Eng verknüpft mit der unter (ii) genannten kollinearen Reaktion soll auch das Quergleiten von Schraubenversetzungen erfasst werden.Der Schwerpunkt des vorliegenden Projekts wird jeweils auf der grundlegenden mathematischen, im Wesentlichen kinematischen, Beschreibung liegen. Dabei ist davon auszugehen, dass wichtige geometrische Aspekte der Dynamik bereits erfasst werden. Die physikalische Dynamik, die sich in Hindernisstärken, dem Auflösen von Versetzungsreaktionen oder Auslösespannungen für Versetzungsquellen widerspiegelt, soll in einer anvisierten Verlängerung des Projekts angegangen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen