Beschreibung des Verfestigungsverhaltens metallischer Werkstoffe unter dem Einfluß stark inhomogener Verformung zur Berechnung des Fortschritts makroskopisch großer Risse unter zyklischer Belastung

• Antragsteller: Professor Dr. Jürgen Olschewski (†)
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5129024

Grundüberlegung zur kontinuumsmechanischen Berechnung von Verformungslokalisierung, wie sie z.B. an einer Rissspitze auftritt, ist, daß die Unterbringung dieser inhomogenen plastischen Verformung im Gefüge einen zusätzlichen Materialwiderstand hervorrufen wird (Ashby, 1970), also mit einer gegenüber der homogenen Verformung des Zugversuchs zusätzlichen Verfestigung verbunden ist. Es wurde deshalb der Weg der Berücksichtigung des Einflusses von Gradienten der Deformation auf das Materialverhalten beschnitten. Ein Deformations-Gradient in Einkristallen ist z.B. der Gradient der Gitterdrehung selbst, d.h. die Gitterkrümmung, was zu einem Cosserat-Modellierung führt. Als Alternative dazu wurde in den ersten beiden Förderjahren die Modellvorstellung von Ashby der Inkompatibilität der plastischen Deformation jedes einzelnen Gleitsystems bei inhomogener Verformung direkt dreidimensional für große Deformationen verallgemeinert. Damit wurde die BAM-Rundprobe mit Seitenriss gerechnet. Weiterhin wurde auf der Basis von nicht-klassischen Scherband-Analysen an Rissen in Einkristallen ein Kriterium für Rissverzweigung erarbeitet. Im Antragszeitraum sollen die verallgemeinerten Modelle zur Simulation von elementaren Gleit-Prozessen bei Ermüdungsrissfortschritt in Einkristallen angewendet werden und die Entwicklung geometrisch notwendiger Versetzungen bzw. die Ausbildung von Gitterkrümmung nach diesen nichtlokalen Modellen an einer Risskonfiguration gezielt miteinander verglichen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Beteiligte Personen: Professor Dr.-Ing. Samuel Forest; Dr.-Ing. Rainer Sievert; Professor Dr. Robert Svendsen