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Verifizierung numerischer Verfahren zur Modellierung abrasiver Verschleißprozesse durch Berechnung von Scratchtests
Author(s) -
Wielage B.,
Lampke Th.,
Müller T.,
Weber D.
Publication year - 2008
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - German
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/mawe.200800399
Subject(s) - chemistry , physics
Die Abrasion ist ein grundlegender Verschleißmechanismus. Sie tritt immer dann auf, wenn Oberflächen durch harte Partikel oder Rauheitsspritzen tribologisch beansprucht werden. Der Scratchtest gibt über das Verhalten einer Oberfläche bei abrasiver Belastung Auskunft. Dazu wird eine Diamantspitze (Indenter) entweder mit konstanter oder progressiver Normalkraft über das Material bewegt. Es kommt zunächst zu elastischer, im Weiteren auch zu plastischer Verformung bis hin zur Riss‐ und Spanbildung, je nach Duktilität des Materials. Anhand von elastischer und plastischer Eindringtiefe, Reibkraft, akustischer Emission durch Rissbildung sowie der dreidimensionalen Auswertung des Ritzes kann der Verschleißwiderstand gegenüber ritzender Beanspruchung charakterisiert werden. Die Simulation von Scratchtests dient zur Überprüfung von Materialmodellen, indem Simulations‐ und Versuchsergebnisse, die relativ leicht und schnell erzielbar sind, verglichen werden. Anhand der Ergebnisse lassen sich bestehende Werkstoffkonzepte auf die Anwendungen noch besser anpassen bzw. entwickeln. Der Beitrag beschreibt Probleme und Lösungsansätze bei der Umsetzung der Simulation des Scratchtestes für den Stahl C45 (normalisiert). Durch den Vergleich mit experimentell ermittelten Ergebnissen wird gezeigt, dass die Vorgehensweise bei der Modellbildung und Simulation zielführend ist. Im Weiteren soll ein geschlossenes Werkstoffmodell für diese Beanspruchungsart entwickelt werden.