Experimentelle Ermittlung von dynamischen Materialkennwerten für die numerische Simulation von Schneid- und Reißvorgängen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Reiner Weichert
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 1999 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5200878

Heute verfügbare Rechnerkapazitäten und Computercodes erlauben es, komplexes mechanisches Materialverhalten numerisch zu beschreiben. Die Beschreibung erfolgt mit Modellen, deren Parameter durch Experimente zu bestimmen sind. Dabei müssen die Belastungsbedingungen der Experimente auf die zu simulierenden Vorgänge abgestimmt sein. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, experimentelle Voraussetzungen zu schaffen, um Parameter zur Modellierung der schnellen Schneid- und Reißzerkleinerung ermitteln zu können. Es sind zwei Apparaturen geplant, eine für Schneidbeanspruchung (im Antragszeitraum) und eine für einachsige Zugbelastung (im 3. und 4. Jahr), jeweils bei Belastungsgeschwindigkeiten bis zu 50 m/s. Dazu wird der Impuls eines pneumatisch beschleunigten Hammers auf eine Masse übertragen. Die Probe befindet sich zwischen dieser Masse und einem langen Stab. Die an der Probe angreifenden Kräfte werden trägheitslos auf den Stab übertragen und erzeugen dort eine elastische Dehnungswelle, die mit Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen registriert wird und aus der bei Kenntnis des Anfangsimpulses der Masse die Kraft und die Verformung während des Schneid- oder Reißvorganges mit einer zeitlichen Auflösung von 1 µs ermittelt werden kann (Hopkinson-bar). Aus dieser Information werden die Modellparameter bestimmt und im Rahmen des Teilprojekts 4 des Paketantrags "{}Zerkleinerung nicht-spräder-Stoffe" zur Modellierung von Schneid- und Reißvorgängen duktiler Stoffe genutzt.

• DFG Programme: Research Grants