Zellulares Aluminium: Entwicklung eines makromechanischen Materialmodells mittels mesomechanischer Simulation

Aluminiumschäume werden aufgrund ihrer volumetrischen plastischen Kompressibilität als Energieabsorber in der Fahrzeugtechnik eingesetzt. Um das Verhalten solcher Materialien innerhalb einer Fahrzeugstruktur mittels numerischer Simulationen zu untersuchen, sind physikalische Kontinuumsmodelle nötig. In der vorliegenden Dissertation wird ein solches Materialmodell für einen offenporigen Aluminiumschaum entwickelt. Dazu wird die mesomechanische Simulation eingesetzt. Das bedeutet, dass die reale Porenstruktur des Werkstoffes diskretisiert und ein homogenes Kontinuumsmodell für die Zellwände verwendet wird. Aus diesen Simulationen werden Daten über das elastische Verhalten, die Fließfläche, die Verfestigung und das plastische Potential in Abhängigkeit der relativen Dichte bestimmt. Auf Basis der gewonnenen Ergebnisse wird ein neues Materialmodell für zellulare Metalle vorgeschlagen und in ein Berechnungsprogramm implementiert. Die Simulationen werden mit Hilfe von Experimenten validiert.