Simulation der Lokalisierung und des Portevin-Le-Chatelier-Effekts auf der Gundlage zellularer Automaten und des Relaxationselementeverfahrens

• Applicant: Professor Dr. Siegfried Schmauder
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2005 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5434315

Dieses Vorhaben ist die Fortsetzung des Projektes DFG Schm 746/52-2 „Simulation der Lokalisierung und des Portevin-Le Chatelier-Effekts auf der Grundlage zellularer Automaten und des Relaxationselementeverfahrens . Die Simulation der Deformationslokalisierung in Polykristallen mit ausgeprägten Lüdersband- und Portevin-Le Chatelier-Effekten, die auf der Grundlage des Relaxationselemente- Verfahrens durchgeführt wird, hat eine gute Korrelation zwischen den qualitativen Veränderungen des Belastungsdiagramms und der Art der Bandstrukturen in Polykristallen unter Variation der elastischen und plastischen Eigenschaften von polykristallinen duktilen Materialen sowie der Rand- und Beanspruchungsbedingungen gezeigt (siehe Bericht, Anhang 1). Das Ziel des Fortsetzungsantrages des Projektes ist die weitere Untersuchung der Mechanismen der Deformationslokalisierung, des Portevin-Le Chatelier-Effektes und des Bruches in einem Al/Al2O3-Verbundwerkstoff auf meso- und makroskaligem Niveau mittels Computersimulationen auf der Grundlage des neuen Relaxationselementeverfahrens (REV). Diese Methode soll in Kombination mit den bekannten Simulationsverfahren: Finite-Elemente- Methode (FEM), Randelemente-Methode (REM) und zellulare Automaten (ZA) verwendet werden. In der Fortsetzungsphase des Projekts wird die Entwicklung von analytischen und rechnerischen Möglichkeiten des REV fortgeführt. Die Anwendung dieser Methode in Kombination mit den oben genannten Simulationsmethoden wird es ermöglichen, ein vertieftes Verständnis für die Gründe des unterbrochenen Fließens und den Mechanismus der Makrolokalisation der plastischen Verformung bis zum Stadium der Einschnürung in AI/AI2O3- Metallmatrixverbundwerkstoffen zu erreichen. Im ersten Teil des Projekts wurden die Parameter des Modells bestimmt. Die qualitativen, quantitativen und dynamischen Charakteristika der Lokalisationszone und des Belastungsdiagramms der Verbundwerkstoffe stimmen mit experimentelle Daten überein. Während des geplanten Projekts sollen Algorithmen und Modelle erarbeitet werden in Abhängigkeit von der Fließspannung und der Bildung von Meso- und Makrobändern der lokalisierten Scherung im Verbundwerkstoff AI/10%Al2O3, von der AI2O3-Teilchenkonzentration, der Korngröße der Matrix und dem Vorhandensein von Kerben der flachen Probe innerhalb des gesamten Intervalls der Dehnung unter Zugbeanspruchung einschließlich dem Stadium der Einschnürung unter Zähbruch-Bedingungen.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: Russia
• Participating Person: Ye.Ye. Deryugin