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Fracture mechanical properties of Al/Mg compounds and yield behaviour of the material during the production process
Author(s) -
Lehmann T.,
Stockmann M.,
Kittner K.,
Binotsch C.,
Awiszus B.
Publication year - 2011
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.201100823
Subject(s) - composite material , physics , mechanical engineering , materials science , chemistry , gynecology , engineering , medicine
Die Prozessanalyse des Verbundstrangpressens und mechanische Eigenschaften des Interfaces zwischen beiden Verbundpartnern werden im Folgenden dargelegt. In der Prozessanalyse wird das Fließverhalten des Mantelmaterials (Aluminium) und des Kernmaterials (Magnesium) untersucht. Dies war notwendig, um im Prozess entstandene Risse im Interface auszuschließen. Um den Prozess entsprechend der entstehenden Verbundqualität beurteilen zu können, ist ein Ergebniswert notwendig, der dies in der Simulation anzeigt. Als Ergebniswert konnte die axiale Dehnungsdifferenz zwischen beiden Verbundpartnern im Bereich der Grenzschicht als momentanes, makromechanisches Schädigungskriterium herangezogen werden. Weiterhin wurde das empirische Qualitätsmodell weiterentwickelt. Das Ergebnis dieses Modells, das Arbeitsverhältnis, korreliert dabei sehr gut mit der axialen Dehnungsdifferenz und bestätigt die Annahmen hinsichtlich des phänomenologischen Verhaltens beim Verbundstrangpressen. Für die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften wurde im Bereich der bruchmechanischen Untersuchungen eine spezielle Probenform entwickelt. Nach der Risserzeugung im Interface folgte die quasistatische Nachbelastung durch einen Lastfall, der bei homogenen Materialien eine Mode I‐Rissspitzenbeanspruchung hervorruft. Neben Versuchen wurden numerische Simulationen der Lastfälle durchgeführt. Die Ermittlung der bruchmechanischen Kennwerte – kritischer betragsmäßiger Spannungsintensitätsfaktor und kritische Energiefreisetzungsrate – erfolgt durch die Auswertung der Ergebnisse aus Experiment und Simulation mittels analytischer Beziehungen, welche für das Nahfeld des Interfacerisses gelten. Es wird eine Einschätzung des bruchmechanischen Verhaltens des Interface und des Einflusses der Bimaterialeigenschaften auf die Rissspitzenbeanspruchung vorgenommen.