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Der Small-Punch-Test (SPT) ist ein Kleinstprobenversuch, der sich zur Bestimmung des aktuellen lokalen Materialzustandes in technischen Anlagen unter Betriebsbedingungen eignet. Dieser Artikel stellt ein kombiniertes experimentell-numerisches Verfahren zur Identifikation von Verfestigungs- und Versagenseigenschaften duktiler Werkstoffe aus dem SPT vor. Das schädigungsmechanische Modell von Gurson-Tvergaard-Needleman dient zur Beschreibung des Materialverhaltens. Die Einflüsse der Parameter des schädigungsmechanischen Materialmodells auf das Versuchsergebnis werden anhand von FEM-Simulationen des SPT dargestellt. Neuronale Netze werden mit diesen Simulationen trainiert und stellen so einen generalisierten Zusammenhang zwischen Materialparametern und Versuchsergebnis dar, der in einem Optimierungsalgorithmus zur Identifikation der unbekannten schädigungsmechanischen Materialparameter benutzt wird. Die identifizierten Materialparameter lassen sich auf andere Probengeometrien übertragen und ermöglichen eine Vorhersage von bruchmechanischen Werkstoffkennwerten.

Prüfung duktiler Werkstoffe mit dem Small-Punch-Test: Bestimmung und Übertragung schädigungsmechanischer Parameter