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Zitieren Sie bitte immer diesen URN: urn:nbn:de:gbv:wim2-20240207-173356-002

A multiscale numerical framework for the simulation of anistropic material response of additively manufactured stainless steel 316L undergoing large plastic deformation

  • Additive manufacturing (AM) offers significantly greater freedom of design compared to conventional manufacturing processes since the final parts are built layer by layer. This enables metal AM, also known as metal 3D printing, to be utilized for improving efficiency and functionality, for the production of parts with very complex geometries, and rapid prototyping. However, despite many technological advancements made in recent years, several challenges hinder the mass adoption of metal AM. One of these challenges is mechanical anisotropy which describes the dependency of material properties on the material orientation. Therefore, in this work, stainless steel 316L parts produced by laser-based powder bed fusion are used to isolate and understand the root cause of anisotropy in AM parts. Furthermore, an efficient and accurate multiscale numerical framework is presented for predicting the deformation behavior of actual AM parts on the macroscale undergoing large plastic deformations.Additive manufacturing (AM) offers significantly greater freedom of design compared to conventional manufacturing processes since the final parts are built layer by layer. This enables metal AM, also known as metal 3D printing, to be utilized for improving efficiency and functionality, for the production of parts with very complex geometries, and rapid prototyping. However, despite many technological advancements made in recent years, several challenges hinder the mass adoption of metal AM. One of these challenges is mechanical anisotropy which describes the dependency of material properties on the material orientation. Therefore, in this work, stainless steel 316L parts produced by laser-based powder bed fusion are used to isolate and understand the root cause of anisotropy in AM parts. Furthermore, an efficient and accurate multiscale numerical framework is presented for predicting the deformation behavior of actual AM parts on the macroscale undergoing large plastic deformations. Finally, a novel constitutive model for the plastic spin is formulated to capture the influence of the microstructure evolution on the material behavior on the macroscale.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Amir CharmiORCiD
Dokumenttyp:Dissertation
Veröffentlichungsform:Graue Literatur
Sprache:Englisch
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.2 Metallische Hochtemperaturwerkstoffe
5 Werkstofftechnik / 5.5 Materialmodellierung
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Titel verleihende Institution:Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen
Gutachter*innen:Carsten Könke, Matthias Kraus, Giovanni Bruno
Datum der Abschlussprüfung:11.01.2024
Verlag:Bauhaus-Universität Weimar
Verlagsort:Weimar
Erste Seite:1
Letzte Seite:163
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Additive Fertigung; Austenitischer Stahl; Finite-Elemente-Methode; Mehrskalenmodell; Simulation
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Additive Fertigung
DOI:10.25643/dbt.59550
URN:urn:nbn:de:gbv:wim2-20240207-173356-002
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-SA - Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:14.02.2024
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:BAM Dissertationen ohne Nummerierung
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