Lokale Verformungsmessung an partikelverstärktem Aluminium

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efindet, das bereits vor dem Zugversuch gebrochen war, wurden die Bruchhälften im Zuge der Materialverformung gegeneinander verschoben. Bei den Koordinaten x=3000, y=2700 befindet sich ein Partikel knapp unter der Probenoberfläche, lediglich eine Teilchenspitze, um die im Zugversuch sehr hohe Dehnungen auftraten, ist sichtbar. Abb. 4-9: Dehnungskarten εxx des Werkstoffes A6061+10%SiC, Partikelgröße 10µm, Pixel Size 0,034µm. Die Belastungsrichtung stimmt mit der langen Bildkante überein (x-Achse). Die verwendete Einheit der Ortskoordinaten ist Pixel. - 28 -
5 Diskussion Hier sollen die Ergebnisse der in-situ Zugversuche zweier Aluminium 6061 MMCs miteinander und mit Finite Elemente Rechnungen verglichen werden. Im Rahmen einer Dissertation [16] wurde das Verformungsverhalten von A2124-T4+17%SiC (SiC- Partikelgröße 1µm) im Zugversuch mit finite Elemente Rechnungen simuliert. In den Rechnungen wurden die Partikel als linear elastisch, die Matrix als elastisch- plastisch mit den Verfestigungseigenschaften der unverstärkten A2124-T4 Legierung angenommen. Das Interface zwischen Matrix und Partikel wurde als perfekt verbunden angenommen, Partikelbruch wurde ausgeschlossen. Für zweidimensionale FE- Rechnungen wurde ein Stück MMC modelliert, in dem SiC- Partikel ähnlich wie in dem zu simulierenden Material angeordnet waren. Den SiC- Partikeln wurde eine unregelmäßige Form gegeben, die der im realen MMC entsprach. Ein solches 2D- Modell ist im linken Bild von Abb. 5-1 dargestellt. Mit dem Modell wurden die lokalen Dehnungen für eine globale Zugdehnung von 7,121% in vertikaler Richtung berechnet, was der Bruchdehnung des zu simulierenden Materiales entsprach. In Konturplots (siehe Abb. 5-1, rechtes Bild) wird die lokale äquivalente plastische Dehnung ε pl nach Glg. 5-1 dargestellt, 2 ε pl = ⋅ε ij ⋅ε ij 3 wobei εij eine Komponente des Dehnungstensors ist. - 29 - Glg. 5-1 Abb. 5-1: Links: 2D- Modell eines A2124-T4 MMC mit 17% SiC- Partikeln. Rechts: Konturplot der äquivalenten plastischen Dehnung bei einer globalen Zugdehnung von 7,121% in vertikale Richtung. Bei der lokalen Dehnungsmessung im in-situ Zugversuch können nur die Komponenten εx, εy, εxy des Dehnungstensors bestimmt werden, die in der Oberfläche der Zugprobe liegen. In den Dehnungskarten ist εx die Dehnung in horizontaler Richtung. Sie stimmt mit der Zugrichtung überein. Die Dehnungen, die im in-situ Zugversuch gemessen werden setzen sich aus einem bleibenden plastischen und einem reversiblen elastischen Anteil zusammen, weil die Messungen unter Einwirkung der Prüflast durchgeführt werden. Aus den zwei genannten Gründen können die im in-situ Zugversuch ermittelten lokalen Dehnungen nicht – wie in den
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