Mehrphasige phänomenologische sowie mehrskalige mikroskopische Modellierung von Phasenumwandlungen in einem Hybridumformprozess
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Die zentrale Zielsetzung der hier vorliegenden Dissertation ist die numerische Simulation von Hybridumformungsprozessen unter besonderer Berücksichtigung der Phasenumwandlung. Zur Abbildung der spezifischen Vorgänge in diesem Prozess werden zwei Modellierungsstrategien, ein makroskopisch-phänomenologischer und ein mikromechanischer Mehrskalenansatz verfolgt. Das entwickelte thermodynamisch konsistente, phänomenologische Mehrphasenmodell vereint in sich vielfältige Eigenschaften wie zeit- und temperaturabhängige Phasenumwandlung, Austenitisierung, Umwandlungsplastizität, Volumenveränderung, temperatur- und mikrostukturabhängige Elasto- bzw. Viskoplastizität. Die auf der numerischen Implementierung basierende FEM-Simulation des Hybridumformprozesses zeigt eine sehr gute Übereinstimmung mit der Gefügeverteilung in der realen Welle und veranschaulicht die Möglichkeiten der Vorhersagbarkeit der Phasenverteilung durch Variation der Prozessparameter. Ferner wird ein physikalisch motiviertes und thermodynamisch konsistentes Mehrskalenmodell für N-Körner und n-Bainitvarianten entwickelt, welches das elasto-viskoplastische Verhalten mit der Phasenumwandlung in einer polykristallinen Struktur kombiniert. Das implementierte Mehrskalenmodell bildet die Volumenänderung infolge der Phasenumwandlung, die Umwandlungsplastizität, die Rückverformung der umwandlungsplastischen Verzerrung sowie den Magee- und den Greenwood- Johnson-Effekt ab. Diese Phänomene werden für verschiedene Belastungen quantitativ evaluiert.
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Mehrphasige phänomenologische sowie mehrskalige mikroskopische Modellierung von Phasenumwandlungen in einem Hybridumformprozess, Andreas Schneidt
- Sprache
- Erscheinungsdatum
- 2017
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- Titel
- Mehrphasige phänomenologische sowie mehrskalige mikroskopische Modellierung von Phasenumwandlungen in einem Hybridumformprozess
- Sprache
- Deutsch
- Autor*innen
- Andreas Schneidt
- Verlag
- Shaker Verlag
- Erscheinungsdatum
- 2017
- ISBN10
- 3844056718
- ISBN13
- 9783844056716
- Reihe
- Werkstoffmechanik
- Kategorie
- Skripten & Universitätslehrbücher
- Beschreibung
- Die zentrale Zielsetzung der hier vorliegenden Dissertation ist die numerische Simulation von Hybridumformungsprozessen unter besonderer Berücksichtigung der Phasenumwandlung. Zur Abbildung der spezifischen Vorgänge in diesem Prozess werden zwei Modellierungsstrategien, ein makroskopisch-phänomenologischer und ein mikromechanischer Mehrskalenansatz verfolgt. Das entwickelte thermodynamisch konsistente, phänomenologische Mehrphasenmodell vereint in sich vielfältige Eigenschaften wie zeit- und temperaturabhängige Phasenumwandlung, Austenitisierung, Umwandlungsplastizität, Volumenveränderung, temperatur- und mikrostukturabhängige Elasto- bzw. Viskoplastizität. Die auf der numerischen Implementierung basierende FEM-Simulation des Hybridumformprozesses zeigt eine sehr gute Übereinstimmung mit der Gefügeverteilung in der realen Welle und veranschaulicht die Möglichkeiten der Vorhersagbarkeit der Phasenverteilung durch Variation der Prozessparameter. Ferner wird ein physikalisch motiviertes und thermodynamisch konsistentes Mehrskalenmodell für N-Körner und n-Bainitvarianten entwickelt, welches das elasto-viskoplastische Verhalten mit der Phasenumwandlung in einer polykristallinen Struktur kombiniert. Das implementierte Mehrskalenmodell bildet die Volumenänderung infolge der Phasenumwandlung, die Umwandlungsplastizität, die Rückverformung der umwandlungsplastischen Verzerrung sowie den Magee- und den Greenwood- Johnson-Effekt ab. Diese Phänomene werden für verschiedene Belastungen quantitativ evaluiert.