Regensburg 2010 – scientific programme

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MM: Fachverband Metall- und Materialphysik

MM 38: Mechanical Properties III

MM 38.5: Talk

Wednesday, March 24, 2010, 17:30–17:45, H16

Simulation der Ermüdung von metallischen Werkstoffen durch ein granulares Modell — •Judith Fingerhuth¹, Matz Haaks¹, Gunter Schütz² und Karl Maier¹ — ¹Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik, Universität Bonn — ²Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich

Basierend auf der Idee des zellulären Automaten wird die Akkumulation offenen Volumens bei der Ermüdung eines Metalls mit einem mesoskopischen Modell simuliert. Der Kristall wird dabei als regelmäßige Anordnung von Kristallkörnern betrachtet, deren komplexe, individuelle Eigenschaften durch die skalaren Parameter Korngröße, Orientierung, mittlere Versetzungsdichte und Konzentration offenen Volumens repräsentiert werden. Die Veretzungsdichte erhöht sich in Abhängigkeit vom Spannungszustand des Korns, die Konzentration offenen Volumens erhöht sich nach dem Modell von Essmann, Gösele und Mughrabi und durch das Schneiden von Schraubverstetzungen. Durch Kombination mit Finite-Elemente-Methoden lässt sich im Prinzip die Ermüdung einer Probe mit beliebiger Geometrie simulieren. Die Rechenzeit zur Simulation der eigentlichen Ermüdung einer Probe mit 10.000 Körner über eine Million Zyklen auf einem einzelnen Arbeitsplatzrechner beträgt etwa eine Stunde.