Entwicklung und Anwendung von Werkstoffmodellen zur Beschreibung des Verformungs- und Versagensverhaltens von Aluminiumschäumen - Experimente und Numerische Implementierung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Winfried Schmitt
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 1999 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5175188

Verformungs- und Versageneigenschaften zellularer metallischer Werkstoffe hängen von den entsprechenden Eigenschaften des Wandmaterials, der Dichte und der Morphologie des Werkstoffaufbaus, sowie von der Beanspruchungssituation ab. Die bisher verfügbaren Stoffgesetze für zellulare Werkstoffe (z.B. "honeycomb barriers", "crushable foam") wurden nicht für Metallschäume entwickelt, sondern allenfalls empirisch angepaßt. Sie beschreiben nicht oder nur unzureichend den Einfluß mehrachsiger Beanspruchungen. Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung und Verifizierung eines physikalisch begründeten Werkstoffmodells für Verformung und Versagen von Aluminiumschäumen. Deshalb sollen in diesem Vorhaben zunächst SpannungsDehnungs- und Verdichtungsversuche unter einachsiger und mehrachsiger Beanspruchung durchgeführt und mikroskopisch hinsichtlich unterschiedlicher Versagensmechanismen untersucht werden. Mit Hilfe von Zellmodellrechnungen sollen die Einflüsse der Morphologie (z.B. Zellgeometrie einschließlich Wandkrümmung und Zellanordnung) und der Wechselwirkung unterschiedlicher Belastungsrichtungen auf das Buckling und den Bruch der Zellwände erfaßt und in ein Stoffgesetz überführt werden. Zur Verifizierung des Werkstoffmodells soll ein Experiment z.B. an einer Automobilkomponente durchgeführt und numerisch simuliert werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1075: Zellulare metallische Werkstoffe