FORSCHUNGSSCHWERPUNKT
COMET K2 MPPE
Technologische
Errungenschaften
www.mcl.at
23
Simulierte Spannungsumlagerung als Basis für die
Berechnung der thermomechanischen Ermüdung unter
Verwendung eines elasto-viskoplastischen Chaboche-
Modells
Gemessenes und simuliertes Spannungs-Dehnungs-
Verhalten bei zyklischer Beanspruchung
Werkstoffmodelle für
FE-Berechnungen
Moderne Strukturbauteile und funktionale Komponen-
ten werden im Einsatz steigenden Belastungen ausge-
setzt. Kommt es in Bauteilen zur lokalen Überschrei-
tung der Fließspannung, so führt dies zur lokalen
plastischen Verformung und somit zu Eigenspannun-
gen und Verzugserscheinungen. Vor allem die Eigen-
spannungen haben einen großen Einfluss auf Rissiniti-
ierung und -wachstum. Ein entscheidender Faktor für
die Beurteilung der Zuverlässigkeit und des Bruchver-
haltens von hochbelasteten Komponenten ist daher
die Kenntnis der Entwicklung der Eigenspannungen
während des Einsatzes. Dies erfordert Materialmodel-
le, mit deren Hilfe das elastisch-plastische Verhalten
von Werkstoffen bei zyklischer Belastung mit Hilfe von
FE-Methoden berechnet werden kann.
Bei funktionalen Komponenten ergeben sich zusätzli-
che Herausforderungen in der Simulation des funktio-
nalen Verhaltens, z.B. der Beschreibung des elektro-
mechanischen Verhaltens von Piezowerkstoffen.
Im COMET K2 Zentrum MPPE kommt komplexen Ma-
terialmodellen eine wachsende Bedeutung zu. Im Vor-
dergrund stehen dabei neben der Entwicklung geeig-
neter Prüfmethoden auch der Kompetenzaufbau zur
Ermittlung von Modellparametern sowie die Modifika-
tion bestehender Materialmodelle.
FE-Simulation der Bearbeitung von Gestein unter Ver-
wendung detaillierter Modelle zur Beschreibung der
Materialinelastizität und der Schädigung von Sandstein
und Granit unter lokaler multiaxialer Zug-, Druck- und
Scherbelastung
Vergleich der gemessenen und simulierten Spannungs-
relaxation in dünnen Hartstoffschichten zufolge zyklisch
thermischer Belastung