Versagenssimulation dynamisch belasteter Proben mit unterschiedlichen Mehrachsigkeitszuständen unter Verwendung des Johnson-Cook-Versagensmodells für eine Nickelbasislegierung

Abstract

Das Versagensverhalten verschiedener prismatischer Scherproben wurde in einer Split-Hopkinson-Pressure-Bar-Anlage und das verschiedener gekerbter Rundzugproben in einer Schnellzerreißmaschine bei hohen Dehnraten untersucht. In Finite-Elemente-Simulationen mit ausschließlich einem viskoplastischen Deformationsmodell (Johnson-Cook), das thermische Entfestigung berücksichtigt, werden die experimentellen Kraft-Zeit-Verläufe weder bezüglich des Zeitpunktes des Einsetzens des Versagens noch bezüglich des dann auftretenden starken Kraftabfalls richtig wiedergegeben. Erst bei zusätzlicher Verwendung eines Schädigungs- bzw. Versagensmodells ist eine zufriedenstellende Übereinstimmung von Experiment und Simulation zu erzielen. Bei den vorgestellten Untersuchungen wurde das Johnson-Cook -Versagensmodell verwendet, das auch den Einfluss der Mehrachsigkeit berücksichtigt. Das Materialverhalten kann in Versuchen, die einen breiten Bereich von Mehrachsigkeiten aufweisen, mit nur einem Satz von Materialparametern simuliert werden.