@phdthesis{Richter2024, author = {Richter, Lukas}, title = {Formulierung eines kontinuumsthermomechanischen Ansatzes zur FE-Modellierung von ratenabh{\"a}ngigen Materialverhalten unter Ber{\"u}cksichtigung von Sch{\"a}digungseffekten}, doi = {10.26127/BTUOpen-6868}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-68680}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2024}, abstract = {Additiv gefertigte Materialien erm{\"o}glichen im Bereich der Bauteilkonstruktion die Umsetzung von komplexen Geometrien. Mit den Prozessparametern kann zus{\"a}tzlich die finale Mikrostruktur des Materials beeinflusst werden. Das Beispiel der Aluminiumlegierung AlSi10 Mg zeigt, dass anhand von optimierten Prozessparametern ein zu den konventionell hergestellten Materialien vergleichbares mechanisches Verhalten zu erreichen ist. Aufgrund des sensitiven Verhaltens der mechanischen Eigenschaften gegen{\"u}ber {\"A}nderungen im Fertigungsprozess sind die sp{\"a}teren Bauteile vom Sch{\"a}digungsverhalten des Materials betroffen. Die vorliegende Arbeit verwendet daher f{\"u}r die numerische Beschreibung des Materialverhaltens von AlSi10 Mg ein gekoppeltes Chaboche-Gurson-Tvergaard-Needleman Modell und implementiert es {\"u}ber eine User Material Subroutine in das FE-Programm Abaqus. Dieser numerische Ansatz erm{\"o}glicht die Beschreibung eines ratenabh{\"a}ngigen Materialverhaltens unter Ber{\"u}cksichtigung von Sch{\"a}digungsmechanismen. Die vorliegende Dissertation entwickelt eine Methodik zur Parameteridentifizierung, die in eine Optimierungsaufgabe {\"u}bergeht. Zur Verbesserung der Zielfunktion wird das gekoppelte Chaboche-Gurson-Tvergaard-Needleman Modell um thermomechanische Ans{\"a}tze erweitert. Dadurch k{\"o}nnen aus thermomechanischen Experimenten neben der Spannungsantwort des Materials auch Temperatur{\"a}nderungen infolge mechanischer Deformationen erfasst werden. Die Optimierung erfolgt im Mathematikprogramm Matlab, wobei das thermomechanische Modell als adiabatisches System formuliert ist. F{\"u}r die Realisierung eines ann{\"a}hernd adiabaten Systemzustandes werden Versuche mit hohen Deformationsgeschwindigkeiten integriert. Weiterhin besch{\"a}ftigt sich diese Arbeit mit der Erweiterung des Gurson-Tvergaard-Needleman Modells um einen Ansatz, der den Einfluss von Schubspannungen auf das Sch{\"a}digungsverhalten des Materials ber{\"u}cksichtigt. F{\"u}r die Parameteridentifikation und die Validierung werden Zugversuche, Versuche mit geringen Spannungstriaxialit{\"a}ten und zyklische Versuche durchgef{\"u}hrt. Die Validierung der optimierten Parameter erfolgt durch FE-Berechnungen. Die Ergebnisse zeigen eine hohe Genauigkeit zur Darstellung des realen Materialverhaltens durch die Simulation.}, subject = {Thermomechanik; Chaboche; GTN; Sch{\"a}digung; Additive Fertigung; Thermomechanics; Chaboche; GTN; Damage; Additive Manufacturing; Rapid Prototyping ; Chaboche-Modell; Thermomechanik; Werkstoff; Sch{\"a}digung}, language = {de} }