Technische Anwendung von Formgedächtnislegierungen: Experimentelle Untersuchung, phänomenologische Modellierung des Materialverhaltens und numerische Lösung von Anfangs-Randwertaufgaben

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Ziel des Projektes ist die Weiterentwicklung und technische Anwendung eines Modells zur Darstellung des thermomechanischen Verhaltens von Formgedächtnislegierungen (shape memory alloys). Die Erweiterung des Materialmodells, das in einem vorangehenden DFG-Projekt entwickelt wurde, betrifft die folgenden Punkte: Darstellung des durch Eigenspannungen ausgelösten Zweiwegeffektes, Erfassung des plastischen Materialverhaltens, welches maßgeblich für die Entstehung von Eigenspannungen verantwortlich ist und dadurch z.B. die Lebensdauer der Formgedächtniseffekte stark beeinflußt, sowie Erfassung der Reaktivierung des Formerinnerungsvermögens durch Wärmebehandlung, Berücksichtigung der unterschiedlichen Elastizitätseigenschaften der beteiligten Phasen und insbesondere der Temperaturabhängigkeit der Materialeigenschaften. Die Identifikation der Materialparameter soll auf der Grundlage von experimentellen Daten erfolgen, die aus ein- und zweiaxialen Zug-Torsionsversuchen zu gewinnen sind. Zur Verifikation und Evaluierung der Leistungsfähigkeit des Materialmodells dienen numerische Berechnungen auf Materialgleichungsebene. Zur praktischen Anwendung der Materialtheorie ist die numerische Lösung von technisch relevanten Anfangs-Randwertaufgaben vorgesehen. Dazu wird das erweiterte Materialmodell in das FE-Programmsystem PSU implementiert.