Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Martensitbildung unter quasistatischer und zyklischer Belastung

Autor: Katrin Weilandt

ISBN: 978-3-943104-16-5

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2011

Herausgeber der Reihe: Bernd-Arno Behrens

Band-Nr.: IFUM 05/2011

Umfang: 127 Seiten, 89 Abbildungen

Schlagworte: Simulation, Werkstoffmodellierung, Martensitbildung, Umformtechnik, werkstoffinhärende Sensorik

Kurzfassung: Das zentrale Ziel dieser Arbeit ist die Bereitstellung eines allgemeingültigen Berechnungs-ansatzes für die Martensitbildung auch unter dreidimensionalen Spannungszuständen zur realitätsnahen Beschreibung des Verfestigungsverhaltens von Werkstoffen mit verformungs-induzierter Martensitbildung. Hierzu wird das bestehende Modell nach Springub grundlegend erweitert. Die für die Ausweitung auf 3D-Volumenelemente notwendigen theoretischen Voraussetzungen werden vorgestellt und umgesetzt. Durch die Berücksichtigung der dritten Raumkoordinate wird die detaillierte Analyse sowie die Bestimmung der Martensitverteilungen bei verschiedenen Umformprozessen sogar in der Blechdicke ermöglicht. Ein weiteres Ziel ist die Analyse des Einflusses von Vordehnungen in metastabilen austenitischen Grundwerkstoffen auf die Martensitbildung. Der Effekt der verstärkten Martensitbildung aufgrund von Vordehnung wird als Sensibilisierung bezeichnet. In dieser Arbeit gilt es den Effekt der Sensibilisierung im Werkstoff EN 1.4301 nachzuweisen, geeignete Verfahren und Vordehnungen zu detektieren sowie die für die auftretende Phasenumwandlung notwendigen Belastungen zu bestimmen. Mittels geeigneter Vordehnungen wird ein Martensitverlauf erzeugt, der unter quasistatischer Zug- bzw. zyklischer Belastung senkrecht zur Vordehnungsrichtung eine verstärkte Umwandlung ermöglicht. Dieses sind die Voraussetzungen zur Realisierung von werkstoffinhärenten Belastungssensoren, die Informationen über die Lebensdauer der Bauteile geben sollen. Zur Verallgemeinerung der Aussagen finden vergleichende Analysen an den Werkstoffen EN 1.4640 und EN 1.4376 statt.