Deformationsmechanismen und Nachflussverhalten additiv hergestellter Gitterstrukturen

Diese Studie entwickelt eine anisotrope Verallgemeinerung des volumetrischen Härtungsmodells (VHM), um die maßgeblichen Deformationsmechanismen beim Beginn der Fließgrenze additiv hergestellter Gitterstruktur (AMLS) aus einer nickelbasierten Superlegierung, Inconel 718 (IN718), unter quasistatischer Belastung zu untersuchen. Die Diskussion der Deformationsmechanismen stützt sich auf die Definition einer neuen Fließfläche unter Verwendung einer Kombination aus experimentellen Messungen und Finite-Elemente-Simulationen, die die Darstellung von drei unterschiedlichen Verhaltensmerkmalen der IN718-Gitterstrukturen unter mechanischer Belastung ermöglichen, einschließlich (1) Asymmetrie der Zug-Kompressionsreaktion auf Strut-Ebene; (2) Asymmetrie der Zug-Kompressionsreaktion der Gesamtreaktion; und (3) hydrostatische Druckempfindlichkeit der Strut-Ebene. Typischerweise wird das VHM verwendet, um die Gesamtreaktion von Gitter- oder Schaumstoffen auf globale Belastungen zu beschreiben. Das VHM-Modell könnte direkt auf Strut-Ebene angewendet werden; jedoch würde dies eine Eins-zu-Eins-Zuordnung zwischen der lokalen und globalen Reaktion voraussetzen. Eine solche Annahme ist a priori nicht gerechtfertigt und könnte die Entwicklung der lokalen Deformationsmechanismen sowie die resultierende Analyse der Fehlermodi und der strukturellen Verschlechterung verändern. Daher führen wir ein modifiziertes VHM (oder MVHM) ein, das ein angemesseneres Fließkriterium darstellt. Das Johnson-Cook-Schadenkriterium und das Schadensentwicklungsgesetz, das auf der Bruchenergietheorie von Hillerborg basiert, werden mit dem MVHM gekoppelt, um die Schadensentstehung und -entwicklung sowie deren Einfluss auf die globale Spannungs-Dehnungsreaktion unter Verwendung von Finite-Elemente-Simulationen zu untersuchen.