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Simulation des plastischen Werkstoffverhaltens von Metallen

Um plastische Reserven bei duktilen Werkstoffen in der Simulation zu ermitteln, müssen geeignete Werkstoffmodelle verwendet werden. Als plastische Reserve kann man den Unterschied zwischen einer Traglast und dem ersten Auftreten von Plastizität verstehen oder die Identifikation für das Einspielen von einem plastisch werdenden Bereich bei zyklischer Belastung. Darüber hinaus wird in vielen Richtlinien zu Festigkeitsnachweisen wie Eurocode oder FKM die Analyse des plastischen Materialverhaltens angeregt, um die plastischen Reserven zu quantifizieren. Bei Metallen sind diese Effekte oft besonders ausgeprägt und es gibt dafür etablierte Materialmodelle in ANSYS Mechanical.

In diesem Seminar wird sowohl das Verhalten der Materialmodelle mit Plastizität erläutert als auch deren Anwendung geübt. Neben dem Materialverhalten werden auch Analyseeinstellungen benannt, mit denen Sie die Antwortzeiten einer nichtlinearen Simulation beeinflussen können. Mit den Seminarinhalten haben Sie eine Basis, um ein passendes plastisches Materialmodell auszuwählen, für Ihre Aufgaben anzuwenden und vom Zugewinn aus der realitätsnahen Abbildung des Materialverhaltens zu profitieren.


  • Plastische Materialgesetze in der Anwendung
    • phänomenologischer Vergleich anhand rheologischer Modelle
    • Anwendungsbeispiele für im Folgenden untersuchte Materialmodelle:
      • Zugversuch an einer Probe
      • Biegung für Traglastanalyse und wechselnde Beanspruchung
      • Lokalisation plastischer Verformung in einer Kerbe
  • Definition wiederkehrender Begriffe
    • Fließkriterium und Fließregel
    • Spannungstensor, Vergleichsspannung, Hauptspannungen
    • Deviator und hydrostatischer Spannungsanteil
    • Isotrope und kinematische Verfestigung
    • Ingenieur-Dehnungen und Spannungen
    • Wahre Dehnungen und Spannungen
  • Ratenunabhängige Materialmodelle
    • Ideale Plastizität, bilineare, multilineare, nichtlineare
    • Isotrope oder kinematische Verfestigung
    • Chaboche Materialgesetz für zyklische Belastung
    • Ableitung der Materialparameter für Chaboche aus Versuchsdaten
    • Ratcheting und Shakedown
    • Zug-Druck Unterscheidung (z.B. für Gußeisen)
    • Anisotrope Plastizität nach Hill (z.B. für Bleche)
  • Analyseseinstellungen bei nichtlinearen Effekten
    • Beobachten und Interpretieren des Konvergenzverhaltens
    • Analyseeinstellungen mit Einfluss auf das Konvergenzverhalten
    • Fortsetzen einer Simulation nach Neustart
  • Spezielle Materialmodelle
    • Zeit- und temperaturabhängig Fließgrenzen: Erholung
    • Schadenakkumulation mit den Gurson Materialmodell
    • Ratenabhängige Plastizität: Perzyna, Peirce, Anand und Kriechen
    • Pseudoplastizität bei Formgedächtnislegierungen
    • Vergleich: Mises vs. Tresca Fließkiterium im Materialmodell

Schlüsselbegriffe:

Stahl, Aluminium, Grauguss, Fließregel, Fließfläche, Verfestigung, Ratchetting, Shakedown

Allgemeine Informationen
Veranstaltung
Seminar
Voraussetzungen
Grundwissen in ANSYS Mechanical
Verwendete Software
ANSYS Mechanical
Vortragssprache
Deutsch
Sprache Unterlagen
Englisch
Referent
Mitarbeiter CADFEM
Dauer
2 Tag(e)

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