Digitale Lehre
Die Vorlesung wird in Präsenz gehalten.
Lehrinhalte
Lehrinhalt
A: Materialmodellierung: 1: Grundlagen und Hintergründe zur zyklischen, ratenunabhängigen Plastizität: Verfestigung, Bauschinger-Effekt, Masing-Verhalten, Memory-Verhalten (Zyklische Plastizität); 2: Grundlagen zur Beschreibung temperaturinduzierten ratenabhängigen Plastizität bzw. Viskoplastizität (Kriechen); 3: Grundsätzlicher Aufbau und Kategorien von Materialmodellen innerhalb der strukturmechanischen Simulationslösung „Finite Elemente Methode“ (FEM); 4: Implementierung von zyklischer Plastizität und Kriechen innerhalb der FEM: Inkrementelle Theorie vs. Deformationstheorie; 5: Beispielhafte Anwendung innerhalb der FEM-Systeme ANSYS und ABAQUS
B: Schädigung & Lebensdauer: 1: Einführung des Begriffs „Schädigung“ & mikrostrukturelle Aspekte; 2: Grundlagen zum Einfluss von Mittelspannung, Mehrachsigkeit und zusammengesetzter Belastung; 3: Phänomenologische Beschreibung von Kriechermüdungsinteraktion; 4: Konstitutive, vereinheitlichte Material- und Schädigungsmodelle; 5: Beispielhafte Anwendung im Rahmen von Lebensdaueranalysen
C: Numerische Bruchmechanik: 1: Wiederholung bruchmechanischer Grundlagen; 2: Grundlagen zur Kriechbruchmechanik; 3: Grundlagen zum Rissschließverhalten: Formen, analytische und numerische Beschreibungen; 4: Grundlagen zur numerischen Beschreibung von Rissen innerhalb der FEM in 2D und 3D; 5: Beispielhafte Anwendung im Rahmen von Schadensfallbewertungen
Literatur
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[*]Kontermann C., Oechsner M.: Umdruck zur Vorlesung (Foliensätze)
[*]Webster G.A., Ainsworth R.A. (1994): High Temperature Component Life Assessment, Chapman & Hall
[*]Maier H.J., Niendorf T., Bürgel R. (2019) Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik. Springer Vieweg, Wiesbaden
[*]Rösler J., Harders H., Bäker, M. (2019) Mechanisches Verhalten der Werkstoffe, Springer-Verlag
[*]Lemaitre J., Chaboche J.-L. (2000): Mechanics of solid materials, Cambridge University PressGross D., Seelig T. (2007): Bruchmechanik, Springer
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Voraussetzungen
Bachelor MPE, Vorlesung High Temperature Materials empfohlen
Erwartete Teilnehmerzahl
20
Nachhaltigkeitsbezug der Veranstaltungsinhalte
Beurteilung des Verhaltens von insbesondere im Bereich der Energietechnik eingesetzten Werkstoffen vor dem Hintergrund der Ressourceneffizienz
Online-Angebote
moodle
Digital Teaching
The lecture will be held in presence (if the then active pandemic-session will allow this). Alternatively, the lecture will be given live via zoom.
Course Contents
Syllabus
A: Material modelling: 1: Cyclic, rate-independent plasticity: hardening, Bauschinger-effect, Masing-behavior, Memory-behaviour (Cyclic Plasticity); 2: Description of temperature induced, rate-dependant plasticity resp. viscoplasticity (Creep); 3: General structure and categories of material models within the structural mechanic simulation approach „Finite Element Method“ (FEM); 4: Implementation of Cyclic Plasticity and Creep within the FEM: Incremental Theory vs. Deformation Theory; 5: Example application within the FEM-Software ANSYS and ABAQUS
B: Damage & Lifetime: 1: Introduction of the term „Damage“ & microstructural aspects; 2: Basics with regard to effects like: Mean stress, multiaxiality and superposed loading; 3: Phenomenological description of creep-fatigue interaction; 4: Constitutive, unified material- and damage models; 5: Example application „Lifetime Analysis of a component“C: Numerical Fracture Mechanics: 1: Recap of Fracture Mechanic Fundamentals; 2: Creep Fracture Mechanics: Basics; 3: Description and Relevance of Crack Closure: forms, analytical and numerical approaches; 4: Numerical description of cracks within the FEM in 2D and 3D; 5: Example application „Assessment of a real component crack“ with ANSYS and ABAQUS
Literature
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[*]Kontermann C., Oechsner M.: Lecture Slides
[*]Webster G.A., Ainsworth R.A. (1994): High Temperature Component Life Assessment, Chapman & Hall
[*]Maier H.J., Niendorf T., Bürgel R. (2019) Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik. Springer Vieweg, Wiesbaden
[*]Rösler J., Harders H., Bäker, M. (2019) Mechanisches Verhalten der Werkstoffe, Springer-Verlag
[*]Lemaitre J., Chaboche J.-L. (2000): Mechanics of solid materials, Cambridge University PressGross D., Seelig T. (2007): Bruchmechanik, Springer
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Preconditions
Bachelor MPE, Lecture High Temperature Materials recommended
Expected Number of Participants
20
Online Offerings
moodle
- Lehrende: Christian Kontermann