Mikromechanische Modelle für das kristallographische Wachstum kurzer Risse

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Es werden Modelle für die Initierung und das Wachstum kurzer Risse formuliert, die den Einfluß mikrostruktureller Barrieren auf die kristallographische Rißausbreitung abbilden können. Das Materialverhalten in den Einzelkörnern wird mit Kristallplastizität modelliert. Die Rißwachstumsmodelle werden so formuliert, daß auf der einen Seite der Grenzübergang zur mikroskopischen Betrachtungsweise (kristallographische Gleitung) und auf der anderen Seite der Grenzübergang zur makroskopischen Betrachtungsweise (Bruchmechanik) vollzogen werden kann. Die Modelle werden auf der Basis theoretischer Überlegungen ausgewählt und soweit möglich durch Erkenntnisse aus mikroskopischen in-situ Experimenten an der Legierung AlMg4.5Mn abgesichert.Dazu werden die Abgleitbeträge in Ermüdungsgleitbändern sowie das Öffnen und das Wachstum kurzer Risse für realistische Mikrostrukturen mit 3D Finite Elemente Modellen der Mikrostruktur detailliert untersucht. Da die Werkstoffermüdung letztlich von der Rißspitzenplastizität kontrolliert wird, sind auf der Basis dieser mikromechanischen Modelle genauere Lebensdauervorhersagen und eine bessere Übertragbarkeit von einfachen Laborproben auf Bauteile unter Betriebsbeanspruchung zu erwarten.