Randbedingungen und Versetzungs-Grenzflächen-Wechselwirkungen für eine höherdimensionale Versetzungsdichtetheorie

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Hochrainer
• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 98403364

Die plastische Verformbarkeit von Metallen ist eine wesentliche Voraussetzung für ihren breiten technologischen Einsatz. Dies betrifft nicht nur die Forderung nach einer leichten Formbarkeit bei der Herstellung komplizierter Geometrien, sondern oftmals auch nach hoher Duktilität im Einsatz. Die meisten technologisch eingesetzten Metalle werden in polykristalliner Form verwendet. Sie bestehen aus einer Vielzahl kleiner Kristallite (Körner), die über Korngrenzen verbunden sind. Die plastische Verformung der Kristallite ist dabei zuvörderst bestimmt durch die Bewegung linienhafter Kristalldefekte, der Versetzungen. Die Verformung von Polykristallen wird insbesondere bei geringen Korngrößen entscheidend von der Wechselwirkung von Versetzungen mit Korngrenzen beeinflusst. Bei sehr kleinen Bauteilen spielen neben den Korngrenzen auch die Oberflächen und ihre Wechselwirkungen mit den Versetzungen eine große Rolle für das Verformungsverhalten. Eine kontinuumsmechanische Behandlung dieser Wechselwirkungen kann nur mit Hilfe versetzungsdichtebasierter Kristallplastizität erfolgen. Im vorliegenden Projekt sollen Randbedingungen und Versetzungs-Grenzflächen-Wechselwirkungen im Rahmen der klassischen sowie einer kürzlich vorgestellten höherdimensionalen Versetzungsdichtetheorie beschrieben werden. Weiterhin sollen einfache Konstitutivgleichungen in diese Theorien integriert werden. Die so gewonnen Randbedingungen und Gesetzmäßigkeiten werden anhand numerischer Beispiele überprüft.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen