Browsing by Author "Droste, Alexander"

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Beschreibung und Anwendung eines elastisch-plastischen Materialmodells mit Schädigung für hochporöse Metallschäume
(2002) Droste, Alexander; Ehlers, Wolfgang (Prof. Dr.-Ing.)
Die Nachfrage nach intelligenten Leichtbaukonzepten für alle Sparten der modernen Transportindustrie steigt ständig. Dabei bestimmen Werkstoffe und Werkstofftechnologien in entscheidender Weise die Anwendbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Produkte. Primäre Ziele sind die maximale Energie und Rohstoffeinsparung unter zusätzlichen ökologisch und ökonomischen Randbedingungen, beispielsweise niedrige Herstellungskosten, Gewichtsreduktion und Recyclingfähigkeit. Die Forderung nach geringeren Betriebs- und Fertigungskosten, höheren Nutzlasten, verbesserter Umweltverträglichkeit, erhöhter Unfallsicherheit und steigendem Komfort stellen dabei eine nicht immer leicht zu erfüllende Optimierungsaufgabe an die Produkte und an die verwendeten Materialien dar. Aus technischer Sicht werden Formstabilität und Biegesteifigkeit bei gleichzeitiger Dichtereduzierung als eine effektive Lösung dieser Problematik gesehen. Als Ergebnis solcher Forderungen erweitert die Herstellung und Anwendung metallischer Schäume das Spektrum bestehender Materialien wie Wabenstrukturen (Honeycombs) und Kunstoffschäumen, die bereits erfolgreich im großtechnischen Einsatz sind. Insbesondere die Kombination der hohen spezifischen Steifigkeit und der hohen Energiedissipation in 'Crash'-Situationen in Kombination mit einer geringen spezifischen Dichte führen zu einem deutlich erweiterten Eigenschaftsspektrum. Metallische Schäume bieten Vorteile bezüglich Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit gegenüber den bestehenden Materialien. Dabei kann speziellen technischen Anforderungen durch neue Verfahren gezielt über den Herstellungsprozeß und das verwendete Matrixmaterial Rechnung getragen werden. In der vorliegenden Arbeit geht es um die numerische Darstellung des Materialverhaltens solcher hochporösen Metallschäume. Hierdurch lassen sich durch numerischen Verfahren Aussagen über das zu erwartende Verhalten eines solchen Materials bei Belastung treffen. Die Herleitung und Anwendung eines finiten Materialmodells mit Schädigung wird vorgestellt.