BaSaMa & HiWi

Vergleich und Weiterentwicklung von Schädigungsmodellen für die Simulation des Scherschneidens

Institut

Lehrstuhl für Umformtechnik und Gießereiwesen (TUM-ED)

Typ

Bachelorarbeit / Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

experimentell / konstruktiv /

Beschreibung

Die präzise numerische Beschreibung des Materialversagens ist ein zentraler Bestandteil der Simulation von Scherschneidprozessen. Aufgrund der hohen plastischen Deformationen und der sich während des Prozesses stark verändernden mehrachsigen Spannungszustände stellt insbesondere die Vorhersage der Rissinitiierung und des anschließenden Versagens eine besondere Herausforderung dar. Das bestehende Simulationsmodell verwendet hierfür einen Johnson-Cook-basierten Schädigungsansatz. Weiterführende Modelle bieten die Möglichkeit, den Einfluss des Spannungszustands und der Schädigungsentwicklung detaillierter abzubilden.

Ziel der Arbeit ist die Untersuchung und der Vergleich verschiedener Material- und Schädigungsmodelle für die FE-Simulation des Scherschneidens von S355MC. Neben dem bestehenden Johnson-Cook-Ansatz sollen geeignete weiterführende Modelle untersucht und hinsichtlich ihrer Eignung zur Beschreibung von Deformation, Schädigung und Rissinitiierung bewertet werden. Je nach gewähltem Ansatz können dabei beispielsweise Lemaitre, Bai-Wierzbicki oder Hosford-Coulomb betrachtet werden.

Aufgaben

Einarbeitung in verschiedene Material- und Schädigungsmodelle
Auswahl geeigneter Modellansätze für den Scherschneidprozess
Implementierung bzw. Parametrisierung der ausgewählten Modelle in Abaqus
Ermittlung und Kalibrierung der erforderlichen Material- und Schädigungsparameter
Durchführung von FE-Simulationen des Scherschneidprozesses
Untersuchung der Spannungs-, Dehnungs- und Schädigungsfelder
Vergleich der ausgewählten Modelle mit dem bestehenden Johnson-Cook-Ansatz
Untersuchung des Einflusses von Spannungstriaxialität und Belastungszustand auf die Versagensvorhersage
Vergleich der vorhergesagten Rissinitiierung und des Kraftverlaufs mit experimentellen Daten
Bewertung der Modelle anhand von High-Speed-Bildaufnahmen und experimentellen Dehnungsfeldern

Das solltest du mitbringen

Studium im Bereich Maschinenbau, Mechatronik, Computational Engineering oder vergleichbar
Interesse an FEM, Werkstoffmodellierung und Bruchmechanik
Erste Erfahrungen mit Abaqus von Vorteil
Grundkenntnisse in Python oder MATLAB
Interesse an numerischer Modellierung und experimenteller Validierung
Analytische und strukturierte Arbeitsweise

Wir bieten dir

Mitarbeit an einem aktuellen Forschungsprojekt zur Simulation und experimentellen Analyse des Scherschneidens
Kombination aus FEM, Materialmodellierung und experimenteller Validierung
Einblick in moderne Schädigungs- und Versagensmodelle
Möglichkeit zur Untersuchung komplexer mehrachsiger Spannungszustände
Möglichkeit zur Integration in eine Bachelor-, Semester- oder Masterarbeit oder als HiWi-Stelle

Bewerbung:

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

Du vergleichst moderne Schädigungsmodelle mit dem etablierten Johnson-Cook-Ansatz und untersuchst, wie sich unterschiedliche Modellformulierungen auf die Vorhersage von Versagen beim Scherschneiden auswirken.

Möglicher Beginn

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