Virtual-lab-based determination of a macroscopic yield function for additively manufactured parts
- This work presents a method for the yield function determination of additively manufactured parts of S316L steel. A crystal plasticity model is calibrated with test results and used afterwards to perform so-called virtual experiments, that account for the specific process-related microstructure including crystallographic and morphological textures. These simulations are undertaken on a representative volume element (RVE), that is generated from EBSD/CT-Scans on in-house additively manufactured specimen, considering grain structure and crystal orientations. The results of the virtual experiments are used to determine an anisotropic Barlat yield function, that can be used in a macroscopical continuum-sense afterwards. This scale-bridging approach enables the calculation of large-scale parts, that would be numerically too expensive to be simulated by a crystal plasticity model.
- Diese Arbeit beschreibt eine Methode für die Ermittlung einer Fließfunktion für additiv gefertigte Bauteile des Werkstoffs S316L. Ein Kristallplastizitätsmodell wird zunächst mit experimentellen Daten kalibriert. Anschließend werden mit diesem Modell sogenannte virtuelle Experimente durchgeführt, die die prozeßspezifische Mikrostruktur in Form von kristallographischen und morphologischen Texturen miteinbeziehen. Diese Simulationen werden mit einem representativen Volumenelement (RVE) durchgeführt, das aus EBSD/CT-Scans an additiv gefertigten Proben generiert wurde und daher die Kornstruktur und Kristallorientierungen enthält. Die virtuellen Experimente werden durchgeführt, um anhand der damit erhaltenen Fließpunkte eine anisotrope Barlat-Fließfunktion zu bestimmen. Dieser skalenübergreifende Ansatz ermöglicht die Simulation großer Strukturen, für die die Anwendung eines Kristallplastizitätsmodells numerisch zu teuer wäre.
Autor*innen: | Rainer Falkenberg, Amir Charmi |
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Dokumenttyp: | Beitrag zu einem Tagungsband |
Veröffentlichungsform: | Graue Literatur |
Sprache: | Englisch |
Titel des übergeordneten Werkes (Deutsch): | 3. Tagung des DVM-Arbeitskreises Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2018 |
Organisationseinheit der BAM: | 5 Werkstofftechnik |
5 Werkstofftechnik / 5.2 Metallische Hochtemperaturwerkstoffe | |
5 Werkstofftechnik / 5.5 Materialmodellierung | |
Herausgeber (Institution): | Deutscher Verband für Materialforschung und -prüfung e.V. |
Verlag: | DVM |
Verlagsort: | Berlin |
Erste Seite: | 153 |
Letzte Seite: | 158 |
DDC-Klassifikation: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten |
Freie Schlagwörter: | Additive manufacturing; Anisotropy; Crystal plasticity; Scale-bridging; Virtual experiments |
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Material |
Material / Additive Fertigung | |
Veranstaltung: | 3. Tagung des DVM-Arbeitskreises Additiv gefertigte Bauteile und Strukturen |
Veranstaltungsort: | Berlin, Germany |
Beginndatum der Veranstaltung: | 07.11.2018 |
Enddatum der Veranstaltung: | 08.11.2018 |
ISSN: | 2509-8772 |
Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access") |
Datum der Freischaltung: | 21.11.2018 |
Referierte Publikation: | Nein |