1 + 1 = 3 More experience. More services. More opportunities. HATEBUR COLDMATIC CM 4-5ECO www.hatebur.com HAT_Inserat_A5quer_mit Carlo Salvi 2016.indd 1 21.07.2016 08:31:13 zur Lösung ein ge eigneter Al go rith mus zur Be rech nung entwickelt wer den musste. Um die Voraus setzungen für die Imple men tierung des Mo dells in kommer zielle FE-Soft ware zu schaff en, wur de ein impliziter Al go rith mus ent wickelt und zu nächst zur di rekten Ver wend bar keit als Benutzer-Routine UMAT in das FE-Prog ramm ABAQUS/Standard (Dassault Systems – Simulia) um gesetzt. Damit die industrielle Nutzbarkeit des Modells und eine einfache Über trag bar keit auf andere Werk stoff e ge ge ben ist, er folg te die An passung der Modell para meter über aus gewähl te, gut zu realisierender Labor ver suche, an hand derer das Fließ- und Schä digungs ver halten ana ly siert wer den kann. Durch ver gleichende Si mulationen dieser Labor versuche wur den die Para meter für die Poren nukleations terme und die Schä di gungs ent wick lung an ge passt und ein ge eignetes Ver sagens kri terium ge fun den. Zur Vali die rung der Leis tungs fähig keit des ent wickelten Modells wur den Simu lationen der ge nannten Labor ver suche und ei niger exempla rischer, mehr stu fi ger, in dus trieller Um form pro zesse, bei denen es zur Ma terial schä digung kommt, durch ge führt und mit entsprechenden Rechnungen verglichen, bei denen die üblicher weise verwendeten Schädigungs kriterien ein gesetzt wurden. UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE Die mikrostrukturellen Untersuchungen der Schä di gungsme cha nis men ergaben, dass im Haupt unter suchungs werkstoff 20MnCr5 die vor liegenden zeilen förmigen Mangan sulfi de maß geb lich für die Schädigungs ini tiierung ver ant wort lich sind. Im Zu sammen hang mit den Mangan sul fi den wur den im Wesent lichen zwei Poren bildungs mechanismen iden ti fi ziert, die je nach Belastungs art separat oder in Kombination auft reten können: • Dekohäsion: Bei Belastungen quer zur Orien tie rung der zeilen för migen Mangan sulfi de kommt es zur Ablösung der umge ben den duk ti leren Stahlmatrix von dem härteren Teilchen (Bild 2, oben). • Teilchenbruch: Eine zu hohe Längsbelastung des sprö den Man gan sulfi ds führt zum Zer brechen des Teil chens (Bild 2, unten). Ursache dieser schädigungsinitiierenden Wirkung der Mangan sul fi de sind die unter schied lichen Ver formungs eigenschaft en von Matrixmaterial und Teilchenmaterial. Da die beschriebenen Mechanismen der Porennukleation durch Deko häsion oder Bruch stets von lokalen, di rekt am Teil chen an greifen den Belas tungen her vor ge rufen wer den, kann selbst bei ins ge samt nega tiven Span nungs triax ialitäten (be zieh ungs weise posi tivem hydro statischen Druck) Poren bil dung ini tiiert wer den, wenn durch Material in homogeni täten ent sprechende kri tische lokale Spannungs- oder Dehnungs zu stän de entstehen (Bild 3). Diese beobachteten Schädigungsmechanismen gehen über die bis her igen Möglich keiten der bekannten me chanis men ba sier ten Schädigungs mo delle hinaus. Daher wur den, basierend auf dem massivUMFORMUNG | SEPTEMBER 2016 47
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