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Master- oder Bachelorarbeit
Dreidimensionale Finite Elemente Modellierung der Ermüd-
ungsrissbildung in einem austenitisch-ferritischen Duplex-
stahl im Bereich hoher und sehr hoher Lastspielzahlen
Beschreibung:
Das Versagen sicherheitsrelevanter Bauteile durch Ermüd-
ungsrissbildung und -ausbreitung (Abb. 1) im Bereich der
klassischen Dauerfestigkeit führt immer wieder zu unerwar-
teten Schadensfällen (Abb. 2) mit oft dramatischen Folgen
für beteiligte Personen. Das hieraus resultierende Streben
nach mehr Bauteilsicherheit rückte in den vergangenen
Jahren die Untersuchung der Ermüdungsmechanismen im
Lehrstuhl für
Materialkunde und
Werkstoffprüfung
Abb. 1
Arbeitsgruppe
Technische
Mechanik
Jahren die Untersuchung der Ermüdungsmechanismen im
Bereich sehr hoher Lastspielzahlen (engl.: very high cycle
fatigue, VHCF, Abb. 3) in den Blickpunkt der aktuellen
Forschung.
Im Rahmen der hier ausgeschriebenen Arbeit sollen mit
Hilfe der Finite-Elemente-Simulations-Software „ABAQUS“
Analysen der in der Mikrostruktur einer Ermüdungsprobe
(Abb. 4) auftretenden dreidimensionalen Spannungsver-
teilung berechnet und ausgewertet werden (Abb. 5). Ziel ist
es, die Orte der Rissbildung vorherzusagen. Die dreidimen-
sionalen Gefügedaten wurden mit Hilfe der Röntgentomo-
graphie ermittelt (Abb. 4, rechts) und stehen bereits zur
Verfügung.
Gute Kenntnisse in Mechanik, sowie im Umgang mit der
Finite-Elemente-Software „ABAQUS“ sind erforderlich.
Aufgabe:
Importierung der dreidimensionalen Gefügedaten in die
Abb. 2, Quelle: www.web.de
Abb. 3
• Importierung der dreidimensionalen Gefügedaten in die
FE-Software „ABAQUS“
• Vernetzung der erstellten Modelle
• Durchführung und Auswertung von Finite-Elemente-
Berechnungen auf Basis eines vorhandenen
Kristallplastizitätsmodells
Kontakt:
M.Eng. Benjamin Dönges
Universität Siegen
Institut für Werkstofftechnik – Raum PB A217
Paul-Bonatz-Str. 9-11
0271 / 740-3121
benjamin.doenges@uni-siegen.de
Abb. 4
Abb. 5, Quelle: Ludwig et al.
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