Im Gesamtvorhaben werden neue innovative Charakterisierungsmethoden und Ansätze für die Materialmodellierung bei spröden Werkstoffen entwickelt und realisiert. Die Ergebnisse werden in den FE-Code Impetus implementiert und auf Basis konsistenter Datensätze parametrisiert. Somit können digitale Zwillinge von spröden Materialien für realistische und hochgenaue Simulationen erstellt werden. Ein Ökosystem für digitale Zwillinge von Werkstoffen wird Akteure wie Softwareanbieter, Werkstoffentwickler, Prüfer und Nutzer miteinander verbinden und zur Verbesserung von Entwicklungsprozessen bei neuen oder maßgeschneiderten Produkten führen. Das Teilprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung geeigneter, innovativer Prüfverfahren für keramische Werkstoffe, um die Festigkeits- und Versagenseigenschaften spröder Materialien unter impaktdynamischer Belastung möglichst exakt zu bestimmen. Durch die Berücksichtigung der Mikrostruktur einschließlich Defektstruktur wird dem Charakter spröder Materialien im Sinne einer statistischen Bestimmung von Materialeigenschaften entsprochen. Die Methoden werden hierbei konzeptioniert, realisiert, getestet und validiert. Weiterhin erfolgt im TP die mechanisch-technologische Charakterisierung von insgesamt drei keramischen Materialien als Funktion des Spannungszustandes und der Dehnungsgeschwindigkeit. Hierbei werden konsistente Datensätze aufgebaut, welche die Grundlage für die konstitutive Materialmodellierung bilden. Dies schließt die Berücksichtigung der mikrostrukturellen Eigenschaften wie Korngröße, Morphologie, Defektdichte und -struktur sowohl vor als auch nach erfolgter experimenteller Charakterisierung ein. Die u.a. in diesem Teilprojekt durchzuführenden post-situ fraktographischen Analysen sind hierbei von besonderer Bedeutung. Durch die im Gesamtvorhaben erzielte, verbesserte Modellierung und Prognosefähigkeit numerischer Simulationen werden Zeit- und Kosteneinsparpotenziale erschlossen und verbesserte Produktentwicklungen ermöglicht
Verbundprojekt: Innovative Berechnungsmodelle für keramische Werkstoffe bei dynamischem Impakt; Teilprojekt: Hochdynamische Werkstoffcharakterisierung für Hochleistungskeramiken
Laufzeit:
01.05.2025
- 30.04.2028
Förderkennzeichen: 01QE2514B
Koordinator: NORDMETALL GmbH
Verbund:
E! 7238 ICOCE
Quelle:
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Redaktion:
DLR Projektträger
Länder / Organisationen:
Norwegen
Schweden
Themen:
Förderung
Innovation