Einfluß der Mikrostruktur auf die Festigkeitseigenschaften von Metallschäumen

Eine Voraussetzung für die Konstruktion und Dimensionierung von mechanisch stark belasteten Bauteilen aus Metallschäumen ist die Existenz geeigneter Werkstoffgesetze. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Mikrostruktur auf die Festigkeitseigenschaften von Metallschäumen mit Hilfe von FE-Simulationen. Dabei kommt ein kristallplastisches Werkstoffmodell zum Einsatz, das am Institut für Allgemeine Mechanik und Festigkeitslehre entwickelt wurde. Die für Metallschäume charakteristischen Merkmale der Mikrostruktur werden in den verwendeten FE-Netzen berücksichtigt. Um auch Rißentstehung und -fortschritt simulieren zu können, wird das Werkstoffmodell außerdem um ein Schädigungsmodell erweitert. Es zeigt sich, daß feinkörnige Gefüge mit mehreren Körnern in Dickenrichtung der Zellwand, die außerdem keine Fehlerstellen wie Mikroporen oder Anrisse enthalten, bedeutend bessere mechanische Eigenschaften aufweisen als die bei realen Metallschäumen beobachteten grobkörnigen Gefüge mit Fehlerstellen.