Fraunhofer-Gesellschaft

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Experimentelle Ermittlung und numerische Simulation des mechanischen Verhaltens unterschiedlicher Si3N4 Pulver beim Matrizenpressen

 
: Meyer, D.F.

1995
Bericht - Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, W95,1
German
Book
Fraunhofer IWM ()
ABAQUS; Finite-Elemente-Methode (FEM); Fließbedingung; Fließfunktion; Formgebung; Grünfestigkeit; Grünkörper; Keramik; Koordinationszahl; Materialmodell; Matritzenpressen; Poren; Pulver; Reibung; Siliziumnitrid; simulation; Sprügranalien; Stoffgesetze; Triaxialversuch; Wandreibung; Weibullstatistik

Abstract
In dieser Arbeit werden die Eigenschaften keramischer Siliziumnitrid-Pulver verschiedener Hersteller bei der Verarbeitung durch Trockenpressen charakterisiert und der Formgebungsprozeß numerisch simuliert. Um ein besseres Verständnis für die besonderen Eigenschaften keramischer, Pulver zu erreichen, wird ein mikromechanisches Materialmodell entwickelt. Die hier gewonnenen Erkenntnisse fließen in ein gängiges Materialmodell für granulare Materialien (Drucker-Prager Cap) ein. Die Anpassung dieses Modells an die verschiedenen Siliziumnitrid-Pulver erfolgt mit Literaturwerten und über eigene Versuche mit einem instrumentierten Preßwerkzeug. Aus den gemessenen Preßdruck-Gründichtekurven wird das Verfestigungsverhalten bei einfacher und zyklischer Verdichtung in einem Modell beschrieben und freie Parameter numerisch an die Ergebnisse der Experimente angepaßt. Die Reibkoeffizienten der verschiedenen Pulver mit der Matrizenwandung werden im Experiment bestimmt Anschließend wird die Verdichtung beim Trockenpressen mit der Methode der Finiten Element simuliert. Die Rechnungen werden im Experiment überprüft und das Gefüge der Grünlinge im Licht- und im Rasterelektronenmikrioskop untersucht. Nach der systematischen Variation der Herstellungsparameter wird als weitere wichtige Eigenschaft der Grünlinge deren Festigkeit im Doppelringversuch ermittelt. Fraktografische Untersuchungen geben Aufschluß über die bruchauslösenden Fehler.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/PX-47384.html