Image

DGM-Arbeitskreis Mikrostrukturmechanik im FA Computersimulation Sitzung am 2. Mai 2018 in Geesthacht

Dr. Scheider vom Institut für Werkstoffforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) lud zusammen mit Prof. Schmauder am 2. Mai zur Sommersitzung des Arbeitskreises Mikrostrukturmechanik in Geesthacht ein. Das Leitthema der Sitzung „Skalenübergänge in der Simulation heterogener Gefüge und Strukturen“ wurde mit einer Vielzahl von Vorträgen aufgefächert: sowohl aus dem Bereich der Skalenüberbrückung und zu Detailanalysen verschiedener Einflussfaktoren per Skalenebene wie auch deren Vergleich mit experimentellen Untersuchungen.

Pünktlich eröffneten die Gastgeber die Arbeitskreissitzung und Dr. Scheider stellte zunächst das HZG in seiner Aufteilung vor. Die circa 950 Mitarbeiter sind zu etwa zwei Drittel im Bereich Materialforschung tätig und zu einem Drittel in den Bereichen Klima sowie Küstenforschung. Prof. Schmauder erinnerte die Teilnehmer an den Beginn des AKs vor 23 Jahren und an die Evolution des AK seit seiner Gründung im Jahre 1994 und wies auf die nächste AK-Sitzung am 5. Dezember in Wuppertal bei Prof. Bargmann hin.

Der erste Vortragsblock wandte sich direkt den Bereichen Skalenüberbrückung und Detailuntersuchung einzelner Skalen zu: C. Gebhardt (IWM, RWTH Aachen) eröffnete mit einer Charakterisierung des Einflusses der Morphologie von zugefügtem Graphit auf die Festigkeit von Gusseisen unter statischer und zyklischer Belastung anhand von RVE. N. Habibi (IEHK, RWTH Aachen) untersuchte skalenübergreifend die Schädigungsentwicklung beim Schneidprozess zweier DP1000 Stahlbleche. Das hierfür verwendete Schädigungsmodell von Bai-Wierzbicki wurde in Abhängigkeit der Triaxialität experimentell parametrisiert. Daraufhin präsentierte D. Rapp (IMWF, Uni Stuttgart) Resultate zum unterschiedlichen Verhalten von Schrauben- und Stufenversetzungen ermittelt durch molekulardynamische Simulationen der Versetzungs-Teilchen-Wechselwirkung in den Materialsystemen Cu-Ag und Cu-Ni-Si. 

Nach einer Mittagspause im Casino des HZG kehrten die Teilnehmer gestärkt in den zweiten Sitzungsabschnitt zurück. Dieser konzentrierte sich thematisch auf die multiskalige und gekoppelte Simulationen: Mit einem anschaulichen Beispiel betonte P. Wechsuwanmanee (IEHK, RWTH Aachen) die Relevanz von Abrieb bei Pflugmaschinen (Halbwertsdistanz von 145km!) und leitete über zur Materialentwicklung durch mehrskalige Mikrostruktur bei martensitischen Stählen mithilfe eines Plastizitäts- und Bruchbasierten Modells. M. Bäker (TU Braunschweig) demonstrierte die Anwendungsnähe am Einsatz offenporiger Aluminiumschäume im Hinterklappenbereich von Flugzeugflügeln zur Lärmreduktion durch eine walzumformungserzeugte Gradierung der Porosität gegenläufig zur Flügelstärke. Hierfür bildete er per FEM das experimentell untersuchte Druckver­hal­ten an auf CT basierten Schaummodellen nach. H. Ganesan (IWF, HZG) stellte ein durch Molekulardynamik unterstütztes Monte Carlo Modellierungsverfahren vor, bei welchem durch Tausch von gelösten Kohlenstoffatomen mit virtuellen Partikeln an den Oktaederpositionen im krz-Eisengitter deren Diffusion zu den Versetzungskernen realisiert wird. 

Eine kurze Kaffeepause gab neue Energie und bot nochmals Gelegenheit Fachfragen zu den bisherigen Vorträgen tiefer zu erörtern. Anschließend adressierte der dritte Vortragsblock die Themenbereiche Verformung und Schädigungsverhalten: R. M. Kabir (DLR Köln) setzte ein Kristallplastizitätsverfahren auf Grundlage der mechansimenbasierten Dehnungsgradienten-Plastizitätstheorie ein, um die Abhängigkeit der Fließspannung von der einzelnen Lamellenbreite  in volllaminaren Titanaluminiden aufzuzeigen. J. Schnabel (IWF, HZG) klassifizierte die jeweiligen Beiträge von spezifischen Grenzmechanismen zum Hall-Petch Effekt und erläuterte hierbei die unterschiedlichen Einflüsse von Kolonie-, Lamellen – und Bereichsgrenzen anhand volllaminarer Titanaluminide. Die gezielte experimentelle Untersuchung dieser drei voneinander abhängigen Größenskalen stellt dabei eine große Herausforderung dar. Mittels Übertragung in die Simulation können in Zukunft die drei (impliziert vier) Einzeleffekte unabhängig untersucht werden. I. Scheider (IWF, HZG) schloss den letzten Vortragsblock mit seinem Bericht über die inzwischen abgeschlossenen Arbeiten zu mikropolaren Flüssigkeiten am Beispiel von Kupferpartikelstrukturen in Oleaten und deren nichtlokaler Verformungsmodellierung.

Dr. Scheider, Prof. Klusemann und Prof. Schmauder schlossen die Sitzung und dankten den Teilnehmern, lobten die interessanten Vorträge und die daraus entstandenen, vielfältigen Diskussionen. Hierbei zeigte sich insbesondere die erfolgreiche Kombination der Sitzungen von DGM und GAMM AG Data. Bezüglich der Organisation vor Ort geht der Dank an Dr. Scheider und sein Team.

Informationen zu allen Fachausschüssen können Sie über die DGM-Homepage unter http://www.dgm.de/fa abrufen.

Wenn Sie Interesse haben, in einem der Ausschüsse aktiv mitzuwirken, schreiben Sie uns eine kurze Mail an fachgremien@dgm.de



Zurück zur Übersicht
Facebook  
Dieser Newsletter wird herausgegeben von der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V. (Impressum)
Datenschutzerklärung
Redaktion: Dipl.-Ing. Fahima Fischer
Kontakt: presse@dgm.de

(Newsletter abbestellen)