UnivIS
Informationssystem der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg © Config eG 
FAU Logo
  Sammlung/Stundenplan    Modulbelegung Home  |  Rechtliches  |  Kontakt  |  Hilfe    
Suche:      Semester:   
 Lehr-
veranstaltungen
   Personen/
Einrichtungen
   Räume   Forschungs-
bericht
   Publi-
kationen
   Internat.
Kontakte
   Examens-
arbeiten
   Telefon &
E-Mail
 
 
 Darstellung
 
Druckansicht

 
 
Einrichtungen >> Technische Fakultät (TF) >> Department Maschinenbau (MB) >> Lehrstuhl für Technische Mechanik (LTM, Prof. Steinmann) >>
Schädigung und Bruch von Aluminium-Legierungen unter Berücksichtigung der Spannungsmehrachsigkeit

Die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen (Al-Legierungen), insbesondere der Widerstand gegen plastische Verformung, Schädigung und Bruch, werden von der Mikrostruktur bestimmt. Wie fast alle metallischen Werkstoffe sind Al-Legierungen aus Kristallen (Körnern) aufgebaut. Bei Legierungen können Fremdatome gelöst sein; es liegt dann ein Mischkristall vor. Die Grenzen gleichartiger Kristalle (Korngrenzen) bzw. die Grenzen zwischen den verschiedenen Phasen sind weitere Gitterbaufehler des Vielkristalls. Eine Phase kann auch längs der Korngrenzen der ersten Phase entweder in Form diskreter duktiler oder spröder Teilchen oder als zusammenhängendes, räumliches Netzwerk auftreten. Ihr Verhalten unter mechanischer Beanspruchung (z.B. Bruch) können als eine der Hauptquellen für die Schädigung von metallischen Werkstoffen angesehen werden. Neben den genannten Schädigungsprozessen beobachtet man bei Al-Legierungen auch die Bildung von Hohlräumen. Hohlräume können sich durch das Ablösen der Matrix von den nichtmetallischen Einschlüssen, durch Bruch von größeren Einschlüssen oder Ausscheidungen und durch Versetzungsreaktionen innerhalb der Matrix bilden. Phänomene der beschriebenen Art beeinflussen das Fließverhalten von Al-Legierungen erheblich.
Bei der phänomenologischen Beschreibung des plastischen Verhaltens duktiler Werkstoffe im Rahmen der Plastizitätstheorie besitzt das Konzept der Fließfläche und ihre Veränderung bei plastischen Verformungen eine große Bedeutung. Geht man davon aus, dass die Bildung von Hohlräumen und deren Wachstum bis hin zur Vereinigung den Gleitbruch von metallischen Werkstoffen bzw. Metall-Verbundwerkstoffen verursacht, so wird diese Art von Schädigungsprozess erheblich von der Mehrachsigkeit des Spannungszustandes bzw. der Größe des hydrostatischen Spannungszustandes beeinflusst. Die Größe des hydrostatischen Spannungszustandes steuert bekanntlich auch den Übergang vom Gleitbruch in den Sprödbruch duktiler Werkstoffe, da mit dem Zunehmen der Spannungsmehrachsigkeit das Fließen behindert wird und damit die Sprödbruchneigung zunimmt. Für isotrope Werkstoffe muss folglich die erste Spannungsinvariante in der Fließbedingung berücksichtigt werden.
Offen ist die Frage, welche der aus der Literatur bekannten Fließbedingungen das plastische Verhalten von Al-Legierungen hinreichend genau beschreiben kann und welchen Einfluss die Mikrostruktur bzw. Temperatur auf die Schädigung dieser Werkstoffe hat.
Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. habil. Günther Kuhn

Beteiligte:
Dr.-Ing. Werner Winter

Stichwörter:
Aluminium-Legierungen, Schädigung, Bruch, Stoffgesetz

Laufzeit: 1.11.2000 - 31.12.2010

Förderer:
Deutsche Forschungsgesellschaft

Publikationen
Zebeljan, D. ; Alujevic, A. ; Winter, Werner: Sampling Density Determination at Ductile Evaluation in Aluminium Alloys. In: Faculty of Mechanical Engineering, University of Maribor. (Veranst.) : Proc. 3nd. Int. Conference Design to Manufacture in Modern Industry (Int. Conference Design to Manufacture in Modern Industry Portoroz, Slovenia 8.-9.09.). Maribor : Planprint Ljubliana, 1997, S. 233-240.
Öchsner, Andreas ; Winter, Werner ; Kuhn, Günther: Damage and Fracture of Perforated Aluminum Alloys. In: ADV. ENG. MATER: 2 (2000), Nr. 7, S. 423-426
Gegner, Jürgen ; Öchsner, Andreas ; Winter, Werner ; Kuhn, Günther: Metallographische Untersuchungen zur duktilen Schädigung in Aluminium-Legierungen. In: Prakt. Metallogr. 10 (2000), Nr. 37, S. 563-579
Öchsner, Andreas ; Winter, Werner ; Kuhn, Günther: Perforierte Aluminium-Legierungen als Modell für Schädigung und Bruch in zellularen Metallen. In: Mat.-wiss. u. Werkstofftech. (2000), Nr. 6, S. 567-570
Öchsner, Andreas ; J. Gegner ; Winter, Werner ; Kuhn, Günther: Experimental and numerical investigations of ductile damage in aluminium alloys. In: Mat. Sci. Eng. A318 (2001), S. 328-333
UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof