In dieser Arbeit wird das dynamische Verformungsverhalten duktiler Metalle, welches durch großes Verformungsvermögen vor dem Versagen gekennzeichnet ist, untersucht. In einem bestimmten Bereich sind die auftretenden Verzerrungen umkehrbar oder elastisch wobei bei Erreichen einer bestimmten Grenze zusätzliche größere bleibende oder plastische Verzerrungen auftreten. Bei weiterer Belastung beginnt ab einem Punkt, an dem schon größere plastische Verzerrungen vorliegen, eine Entfestigung des Materials, d.h. ein Schädigungsprozess, welcher schließlich zur Bildung eines Makrorisses führt. Das Verformungsverhalten des Materials ist hierbei abhängig vom Spannungszustand, von der Verzerrungsrate sowie von der vorliegenden Temperatur. Der besondere Fokus dieser Arbeit liegt auf der Modellierung und numerischen Simulation des Schädigungs- und Rissverhaltens duktiler Metalle. Um das Materialverhalten in einer konsistenten Form beschreiben zu können, wird ein phänomenologisches Kontinuumsschädigungs- und Rissmodell vorgestellt. Diese theoretischen Überlegungen werden als benutzerdefiniertes Materialmodell an das kommerzielle Finite-Element-Programm LsDyna angebunden, wodurch das entwickelte Modell für Simulationen zugänglich wird. Um das Materialverhalten unter kontrollierten Bedingungen untersuchen zu können, wurden verschiedene Experimente durchgeführt. Diese experimentellen Ergebnisse sowie aus der Literatur entnommene Daten wurden verwendet, um die zugehörigen Materialparameter des Schädigungs- und Rissmodells für eine Aluminiumlegierung sowie für den Edelstahl Inox 304L zu bestimmen. Die zugehörigen numerischen Simulationen mit dem implementierten Kontinuumsschädigungs- und Rissmodell zeigen gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen. Hierbei wurde besondere Aufmerksamkeit auf die Simulation von Versuchen in der Split-Hopkinson-Bar mit M-förmigen Probekörpern gelegt. Durch die erhaltenen numerischen Ergebnisse konnte das Verhalten dieses speziellen Versuchskörpers besser untersucht werden, was schließlich zu einer kritischen Beurteilung der Geometrie geführt hat. Zusätzlich wurden Scherversuchskörper numerisch untersucht und bewertet. Hierbei konnte aufgezeigt werden, dass eine zusätzliche Kerbe in Dickenrichtung das gewünschte Verhalten des Versuchskörpers signifikant verbessert. In diesem Zusammenhang ist deutlich geworden, dass weitere experimentelle Untersuchungen mit Versuchskörpern, bei denen Schädigung- und Rissverhalten unter verschiedenen Spannungszuständen auftritt, sinnvoll sind. Ebenfalls konnte aufgezeigt werden, dass numerische Untersuchungen zur inversen Bestimmung der Materialparameter im Schädigungs- und Rissbereich notwendig sind, da hier nur unzureichende experimentelle Ergebnisse vorliegen. Die Ergebnisse dieser Arbeit erlauben ein wesentlich besseres Verständnis des Verformungs- und Versagensverhaltens von duktilen Metallen. Diese Erkenntnisse können bei verschiedenen Anwendungen, z.B. beim Entwurf von Leichtbaustrukturen sowie bei der Simulation von Aufprallversuchen in der Automobilindustrie und bei Hochgeschwindigkeitsproduktionsprozessen, verwendet werden. Dies führt zu einer höheren Auslastung des Materials und somit zu Ressourcen- und Kosteneinsparungen.    «

In dieser Arbeit wird das dynamische Verformungsverhalten duktiler Metalle, welches durch großes Verformungsvermögen vor dem Versagen gekennzeichnet ist, untersucht. In einem bestimmten Bereich sind die auftretenden Verzerrungen umkehrbar oder elastisch wobei bei Erreichen einer bestimmten Grenze zusätzliche größere bleibende oder plastische Verzerrungen auftreten. Bei weiterer Belastung beginnt ab einem Punkt, an dem schon größere plastische Verzerrungen vorliegen, eine Entfestigung des Materia...    »