Dissertation
Simulation on the process of fatigue crack initiation in a martensitic stainless steel
Zusammenfassung
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Computersimulation des Rissinitiierungsprozesses für einen martensitischen Stahl, der der niederzyklischen Ermüdung unterworfen wurde. Wie auf der Probenoberfläche beobachtet wurde, sind die Initiierung und das frühe Wachstum dieser Mikrorisse in hohem Grade von der Mikrostruktur abhängig. Diese Tatsache wurde in mesoskopischen Schädigungsmodellen beschrieben, wobei die Körner als einzelne Kristalle mit anisotropem Materialverhalten modelliert wurden. Das repräsentative Volumenelement (RVE), das durch einen Voronoi-Zerlegung erzeugt wurde, wurde benutzt, um die Mikrostruktur des polykristallinen Materials zu simulieren. Spannungsverteilungen wurden mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode mit elastischen und elastoplastischen Materialeigenschaften analysiert. Dazu wurde die Simulation zunächst an zweidimensionalen Modellen durchgeführt. Ferner wurde ein vereinfachtes dreidimensionales RVE hinsichtlich des sowohl dreidimensionalen Gleitsystems als auch Spannungszustandes verwendet. Die kontinuierliche Rissinitiierung wurde simuliert, indem der Risspfad innerhalb jedes Kornes definiert wurde. Die Zyklenanzahl bis zur Rissinitiierung wurde auf Grundlage der Tanaka-Mura- und Chan-Gleichungen ermittelt. Die Simulation lässt auf die Flächendichten der einsegmentige Risse in Relation zur Zyklenanzahl schließen. Die Resultate wurden mit experimentellen Daten verglichen. Für alle Belastungsdehnungen sind die Simulationsergebnisse mit denen der experimentellen Daten vergleichbar.
Förderhinweis
Deutsche ForschungsgemeinschaftZitieren
@phdthesis{urn:nbn:de:hebis:34-2007042717887,
author={Huang, Xinyue},
title={Simulation on the process of fatigue crack initiation in a martensitic stainless steel},
school={Kassel, Universität, FB 15, Maschinenbau},
month={04},
year={2007}
}
0500 Oax 0501 Text $btxt$2rdacontent 0502 Computermedien $bc$2rdacarrier 1100 2007$n2007 1500 1/eng 2050 ##0##urn:nbn:de:hebis:34-2007042717887 3000 Huang, Xinyue 4000 Simulation on the process of fatigue crack initiation in a martensitic stainless steel / Huang, Xinyue 4030 4060 Online-Ressource 4085 ##0##=u http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:hebis:34-2007042717887=x R 4204 \$dDissertation 4170 5550 {{Martensitischer Stahl}} 5550 {{Mikroriss}} 5550 {{Computersimulation}} 7136 ##0##urn:nbn:de:hebis:34-2007042717887
2007-04-27T09:35:53Z 2007-04-27T09:35:53Z 2007-04-27T09:35:53Z urn:nbn:de:hebis:34-2007042717887 http://hdl.handle.net/123456789/2007042717887 Deutsche Forschungsgemeinschaft 5411023 bytes application/pdf eng Urheberrechtlich geschützt https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/ steel simulation crack initiation microstructure 620 Simulation on the process of fatigue crack initiation in a martensitic stainless steel Dissertation Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Computersimulation des Rissinitiierungsprozesses für einen martensitischen Stahl, der der niederzyklischen Ermüdung unterworfen wurde. Wie auf der Probenoberfläche beobachtet wurde, sind die Initiierung und das frühe Wachstum dieser Mikrorisse in hohem Grade von der Mikrostruktur abhängig. Diese Tatsache wurde in mesoskopischen Schädigungsmodellen beschrieben, wobei die Körner als einzelne Kristalle mit anisotropem Materialverhalten modelliert wurden. Das repräsentative Volumenelement (RVE), das durch einen Voronoi-Zerlegung erzeugt wurde, wurde benutzt, um die Mikrostruktur des polykristallinen Materials zu simulieren. Spannungsverteilungen wurden mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode mit elastischen und elastoplastischen Materialeigenschaften analysiert. Dazu wurde die Simulation zunächst an zweidimensionalen Modellen durchgeführt. Ferner wurde ein vereinfachtes dreidimensionales RVE hinsichtlich des sowohl dreidimensionalen Gleitsystems als auch Spannungszustandes verwendet. Die kontinuierliche Rissinitiierung wurde simuliert, indem der Risspfad innerhalb jedes Kornes definiert wurde. Die Zyklenanzahl bis zur Rissinitiierung wurde auf Grundlage der Tanaka-Mura- und Chan-Gleichungen ermittelt. Die Simulation lässt auf die Flächendichten der einsegmentige Risse in Relation zur Zyklenanzahl schließen. Die Resultate wurden mit experimentellen Daten verglichen. Für alle Belastungsdehnungen sind die Simulationsergebnisse mit denen der experimentellen Daten vergleichbar. open access Huang, Xinyue Kassel, Universität, FB 15, Maschinenbau Brückner-Foit, Angelika (Prof. Dr.) Altenberger, Igor (Dr.-Ing.) 62.20.Mk Martensitischer Stahl Mikroriss Computersimulation 2007-04-18
Die folgenden Lizenzbestimmungen sind mit dieser Ressource verbunden: