Numerische und experimentelle Untersuchungen zur Schädigungsentwicklung bei duktilem Bruch

Die Materialschädigung durch die Entstehung, das Wachstum und die Vereinigung mikroskopischer Hohlräume in duktilen metallischen Werkstoffen kann durch ein von Needleman und Tvergaard modifiziertes Materialgesetz nach Gurson beschrieben werden. Dieses Gesetz beschreibt im Gegensatz zu dem v. Mises'schen auch die Einflüsse der Schädigung auf die lokalen Spannungs- und Dehnungsverteilungen und damit auf das globale Verformungsverhalten der Proben. Die entsprechende konstitutive Gleichung wurde in das Finite-Elemente-Programm ADINA einprogrammiert. Die Parameter des Materialgesetzes wurden z.T. aus der Literatur entnommen, z.T. durch mikroskopische Beobachtungen an gekerbten Rundzugproben bestimmt und z.T. durch Anpassung der Simulationsergebnisse an die Kraft-Verschiebungskurve gewonnen. Das globale Verhalten der Proben mit unterschiedlichen Kerbradien konnte mit denselben Schädigungsparametern befriedigend simuliert werden, da die entscheidenden Parameter nur wenig von der Spannungsmehr achsigkeit abhängen. Erste Anwendungen auf eine CT-Probe ergab eine gute Übereinstimmung der numerisch bestimmten mit der durch bruchmechanische Experimente ermittelten J tief R-Kurve. (IWM)