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• W2218861346 abstract "Hochgeschwindigkeitsbeanspruchungen metallischer Bauteile sind bei einer Vielzahl ingenieurtechnischer Anwendungsbereiche, beispielsweise bei Crash- oder Falltests, bei Umform- oder Spanprozessen mit hohen Belastungsgeschwindigkeiten oder bei Aufprallproblemen von Komponenten schnell rotierender Bauteile auf das umgebende Gehause, z. B. bei Flugzeugturbinen, relevant. Dabei treten in dem beanspruchten Bauteil typischerweise Zonen mit grosen, lokalisierten Deformationen auf, die auf die Entfestigung des Werkstoffs durch die Entwicklung von Schadigung und durch die Temperaturerhohung infolge plastischer Dissipation zuruckzufuhren sind. Die Ausbildung von Scherbandern stellt dabei eine typische Form der Deformationslokalisierung dar. Die kontinuumsmechanische Modellierung solcher Vorgange erfordert im Allgemeinen die Berucksichtigung einer Vielzahl von Faktoren und Effekten, wie beispielsweise dehnraten- abhangiges Materialverhalten, mit adiabatischer Erhitzung einhergehende thermische Entfestigung, Reibung und Kontakt sowie Schadigung. Daruber hinaus sind die genannten Effekte in dem Rahmen der Theorie groser Deformationen zu betrachten. Dehnratenabhangige ”lokale“ Modelle resultieren dabei nicht zwangslaufig in einer physikalisch sinnvollen Scherbandabbildung, d. h. in einer endlichen Scherbandbreite. Die innere Lange, die eine Begrenzung des Lokalisierungsvolumens darstellt, strebt fur verschiedene im Rahmen der Simulation von Hochgeschwindigkeitsbelastungen eingesetzte, nichtlinear dehnratenabhangige Modelle, wie z.B. Potenzgesetz-Modelle oder dem Modell nach JOHNSON&COOK, mit infolge von Entfestigung abnehmender Spannung sowie zunehmender plastischer Dehnrate sehr stark gegen null. Dadurch tritt ein Verlust der lokalisierungsbegrenzenden Wirkung dieser ratenabhangigen Modelle ein, so dass insbesondere jedes, auf diesen Modellen aufbauende Finiten-Element Verfahren eine pathologische Netzabhangigkeit der Ergebnisse aufweist. ”Nicht-lokale“ Gradientenmodelle der Plastizitat sind dazu geeignet, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden. Die innere Lange dieser Modelle weist eine im Vergleich zu lokalen Modellen deutlich reduzierte Abhangigkeit von dem vorherrschenden Spannungszustand sowie der plastischen Dehnrate auf und wird daruber hinaus wesentlich durch den Wert des nichtlokalen Modellparameters beeinflusst. Die Grosenordnung der inneren Lange bleibt dabei selbst fur kleine Werte dieses Parameters auch mit Einsetzen von Lokalisierungseffekten zunachst erhalten. Infolge der numerischen Umsetzung nicht-lokaler Modelle mittels der Methode der Finiten- Elemente zeigt sich, dass im Gegensatz zu den auf lokalen Modellen basierenden Verfahren das Volumen der Lokalisierungszone bei stetiger Netzverfeinerung gegen einen endlichen Wert konvergiert. Damit gelingt es durch die Verwendung nicht-lokaler Modelle, die Ausbildung endlicher Scherbanddicken diskretisierungsunabhangig zu simulieren und im Rahmen der Kontinuumsmechanik eine sinnvolle Losung des zugrunde liegenden physikalischen Problems zu gewahrleisten." @default.
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