Drei-Dimensionale Zelleinheit Studie eines porösen Bulk-Metallglases unter verschiedenen Spannungszuständen

Poröse bulk-materiell Gläser (BMGs) zeigen eine hervorragende Kombination aus überlegenen mechanischen Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Elastizität, große Verformbarkeit und Energieabsorptionsfähigkeit. Ein mechanistisches Verständnis ihrer Reaktion unter verschiedenen Spannungszuständen, die in praktischen Traglastanwendungen auftreten, fehlt jedoch in der Literatur. In dieser Arbeit wird diese Lücke geschlossen, indem dreidimensionale Finite-Elemente-Simulationen von porösen BMGs durchgeführt werden, die einer breiten Palette von Zug- und Druckspannungszuständen ausgesetzt sind. Ein Zelleinheitsansatz wird angenommen, um das mechanische Verhalten eines porösen BMG mit 3% Porosität zu untersuchen. Eine parametrische Studie der Auswirkungen von Spannungsdreiachsen T = 0, ±1/3, ±1, ±2, ±3 und ±∞, die Spannungszustände von reinem deviatorem Stress bis hin zu reinem hydrostatischem Stress unter Zug- und Druckbedingungen entsprechen, wird durchgeführt. Abgesehen vom Einfluss von T werden auch die Effekte des Reibungsparameters, des Verformungsweichungsparameters und des Poisson-Verhältnisses auf die Mechanik der Verformung von porösen BMGs erörtert. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf die simulierten Spannungs-Dehnungs-Kurven, die Entwicklung des Porenvolumenanteils, die Dehnung bis zum Versagen und die Entstehung plastischer Verformung in der Nähe des Poren diskutiert. Die vorliegenden Ergebnisse haben wichtige Implikationen für das Design poröser BMG-Strukturen.