Integrierte Materialmodellierung für abriebfeste Stähle

  Mehrstufige Abriebanalyse vom größten bis zum kleinsten Maßstab Urheberrecht: IEHK Mehrstufige Abriebanalyse vom größten bis zum kleinsten Maßstab. Jedes dieser Modelle erhält Informationen aus den Modellen der anderen Ebenen und führt somit zu einer optimalen Mikrostruktur.

Der Abrieb ist ein häufig vorkommender Verschleißmechanismus in landwirtschaftlichen Ausrüstungen und Bauequipment. Solche Anwendungen sind für kombinierten Aufprall und Abrieb infolge der Kollision der Partikel anfällig. Dies kann zu einem doppelten Auftreten oder einem Überschneiden der Verschleißmechanismen führen.

Aufgrund der Tatsache, dass die derzeitige Entwicklung der Abriebanalyse allein auf der relativen Härte zwischen dem abgeriebenen Material und den abrasiven Partikeln beruht, wird die Wirkung von Versagensmechanismen sowie der Mikrostruktur übersehen.

Das Ziel dieses Projekts ist es, einen methodischen Ansatz für eine mehrstufige Beschreibung der Abriebfestigkeit zu entwickeln. Infolgedessen wird mit rechnergestützten Modellierungsansätzen eine wissensbasierte Entwurfsregel für verbesserte abriebfeste Materialien ermöglicht.

Die abriebfesten Stähle werden ausgewählt, um die mechanischen Modelle in verschiedenen Maßstäben zu entwickeln. Das makromechanische Modell wird unter der Annahme entwickelt, dass das Mikroschneiden und das Mikropflügen die dominanten Verschleißmechanismen sind. Deshalb wird hier das anerkannte Modifizierte-Bai-Wierzbicki-Materialmodell angewendet. Zusätzlich erweitert das mikromechanische Modell unser aktuelles Modell der repräsentativen Volumenelemente (RVE), welches in der Lage ist das Verhalten von mehrphasigen ferritisch-perlitischen Stählen einwandfrei vorherzusagen. Unsere fortlaufenden Entwicklungen bewegen sich im Bereich von mehrstufiger Mosaikarbeit für eine martensitische Mikrostruktur. Umfangreiche Forschungen bezüglich der Experimentgestaltung dieses geschlossenen mehrstufigen Simulationsmodells sollen noch folgen, sodass ein optimales Mikrostrukturdesign entwickelt werden kann.

Dieses Projekt wird vom Forschungsfonds für Kohle und Stahl (RFCS) der Europäischen Kommission unterstützt.