BaSaMa & HiWi

Entwicklung eines mehrachsigen Material- und Schädigungsmodells für das Scherschneiden von S355MC

Institut

Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (TUM-ED)

Typ

Bachelorarbeit / Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

experimentell / konstruktiv /

Beschreibung

Die realitätsnahe Simulation des Scherschneidprozesses erfordert eine präzise Beschreibung des Werkstoffverhaltens unter den komplexen Spannungszuständen in der Scherzone. Das bestehende Modell basiert auf einem Johnson-Cook-Plastizitäts- und Schädigungsansatz, der insbesondere die Spannungsmehrachsigkeit berücksichtigt. Für eine noch präzisere Beschreibung des lokalen Versagens soll zusätzlich der Einfluss des Lode-Winkels erfasst werden. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass hierfür eine breitere experimentelle Datenbasis erforderlich ist, die über einachsige Zugversuche hinausgeht.

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Untersuchung eines erweiterten Abaqus-basierten Material- und Schädigungsmodells, mit dem das Werkstoffverhalten von S355MC unter unterschiedlichen mehrachsigen Spannungszuständen beschrieben werden kann. Dabei soll insbesondere untersucht werden, wie sich die Berücksichtigung von Spannungstriaxialität und Lode-Winkel auf die Vorhersage der Rissinitiierung und des Versagens beim Scherschneiden auswirkt.

Aufgaben

Weiterentwicklung des bestehenden Materialmodells in Abaqus
Einarbeitung in geeignete Modelle zur Beschreibung von Spannungstriaxialität und Lode-Winkel
Konzeption und Auswertung einer erweiterten experimentellen Versuchsbasis
Durchführung bzw. Simulation geeigneter Materialversuche unter unterschiedlichen Spannungszuständen
Identifikation der erforderlichen Material- und Schädigungsparameter
Implementierung und Kalibrierung des erweiterten Materialmodells
Untersuchung des Einflusses der Modellierung auf Dehnungs-, Spannungs- und Schädigungsfelder
Vergleich mit dem bestehenden Johnson-Cook-Modell
Validierung anhand von Scherschneidversuchen und High-Speed-Bildaufnahmen
Untersuchung der Vorhersage von Rissinitiierung und Versagensverhalten

Das solltest du mitbringen

Studium im Bereich Maschinenbau, Mechatronik, Computational Engineering oder vergleichbar
Interesse an FEM, Materialmodellierung und Werkstoffmechanik
Erste Erfahrungen mit Abaqus von Vorteil
Grundkenntnisse in Python oder MATLAB
Interesse an experimenteller Werkstoffcharakterisierung
Analytische und strukturierte Arbeitsweise

Wir bieten dir

Mitarbeit an einem aktuellen Forschungsprojekt zur Weiterentwicklung der Scherschneidsimulation
Kombination aus Materialmodellierung, FEM und experimenteller Werkstoffcharakterisierung
Einblick in die Beschreibung von mehrachsigen Spannungs- und Versagenszuständen
Möglichkeit zur Integration in eine Master-, Semester- oder Bachelorarbeit oder als HiWi-Stelle

Bewerbung:

Sende deinen Lebenslauf, Notenspiegel und ein kurzes Motivationsschreiben an: kevin.pruefer@tum.de

Du entwickelst ein erweitertes Materialmodell und untersuchst, wie sich mehrachsige Spannungszustände auf die numerische Vorhersage von Deformation und Versagen beim Scherschneiden auswirken.

Möglicher Beginn

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