Mikromechanische Modellierung von Formgedächtnismaterialien

  • Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der energetischen Modellierung von Formgedächtnislegierungen. Die in phasentransformierenden Materialien durch Mikrostrukturausbildung erreichbare Verringerung der Energiedichte ist für mehr als drei kristallographische Varianten nicht exakt bekannt. Daher wird die Qualität vorhandener unterer Grenzen als Abschätzung der Energiedichte monokristalliner Materialien durch Vergleich mit oberen Grenzen validiert. Hierbei wird die genaueste Eingrenzung der tatsächlichen Energiedichte durch Laminatgrenzen zweiter Ordnung erreicht, welche den Effekt der martensitischen Zwillingsbildung zur Steigerung der numerischen Effizienz berücksichtigen. Es folgt die Erweiterung der Betrachtung auf polykristalline Materialien. Hierbei werden weitere Aspekte wie das hysteretische Spannungs-Dehnungs-Verhalten sowie der Einfluss von fertigungsbedingten Vortexturen und anisotropen Materialeigenschaften der austenitischen und martensitischen Varianten einbezogen.
  • This thesis deals with the energetic modeling of shape memory alloys. The energy reduction reached by forming martensitic microstructures is not known exactly for phase transforming materials in the case of more than three crystallographic variants. In this work, the quality of lower bounds to the energy of monocrystalline materials is evaluated by comparison with upper bounds. Best agreement of upper and lower bounds, and thus the most accurate estimate of the actual energy density, is achieved by second order lamination bounds taking the martensitic twinning effect into account for better numeric efficiency. Furthermore, polycrystalline shape memory materials are considered. In the course of this generalization of the model developed before, additional aspects such as the hysteretic stress-strain behavior as well as the influence of pre-textures caused by the production process and the anisotropic material properties of the austenitic and martensitic variants are included.

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Metadaten
Author:Rainer Fechte-HeinenORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-19416
Series (Serial Number):Mitteilungen aus dem Institut für Mechanik (141)
Referee:Klaus HacklORCiDGND, Gunther EggelerORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2007/07/03
Date of first Publication:2007/07/03
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2007/06/12
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
GND-Keyword:Nitinol / Einkristall; Nitinol / Polykristall; Memory-Effekt; Memory-Legierung; Laminat
Institutes/Facilities:Lehrstuhl für Mechanik - Materialtheorie
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht