Metalllegierungs-Modellierung in Abaqus meistern für präzise Struktursimulationen

Vielleicht die häufigsten und doch wichtigsten Ingenieurwerkstoffe: Metalllegierungen. Von Wolkenkratzern bis Miniatur-Elektronik. Ingenieure bewerten per Simulation oft Festigkeit und Haltbarkeit. Materialmodelle sind Schlüsselelemente. Daher müssen Ingenieure wissen, welche Materialmodelle für Metalle genutzt werden und wie sie definiert sind.

Abaqus Unified FEA bietet leistungsstarke Materialmodellierungsfunktionen: Metallplastizität, Kriechen, Schädigung u. v. m. Natürlich auch Modelle für Gummi, Beton, Böden etc. – Thema für einen anderen Tag.

Abaqus-Nutzer sollten wissen, welche Modelle für ihre Anwendung am besten passen. Plastizitätsdefinitionen für einfache monotone Belastung taugen wenig für komplexe zyklische Belastung. Das Materialmodell kann sich ändern, obwohl das Material gleich bleibt, wenn sich die Anwendung ändert.

Die meisten Abaqus-Nutzer kennen einfachere Modelle: lineare Elastizität, isotrope Verfestigungsplastizität. Weniger bekannt: Auch Basismodelle haben erweiterte Features wie Temperatur- und Ratenabhängigkeit. Modelle für fortgeschrittene Materialverhalten (zyklisch/extrem) sind weniger vertraut. Abaqus kann realistisches Verhalten bei wiederholter Beanspruchung vorhersagen. Schädigungsmodellierung simuliert Materialtrennung unter Extrembedingungen.

Herauszufinden, welche Modelle verfügbar sind, ist nur der Anfang. Materialmodelle sind parametrisch – Simulationsingenieure müssen Parameter definieren für anwendungsspezifische Modelle. Sie müssen wissen: Wie Parameter definiert werden, Fallstricke falscher Werte. Verrauschte Testdaten für Plastizitätskurve müssen geglättet werden. Nicht-monotone Härtekurve ist problematisch.

Selbst einfachste Metallmaterialmodelle können durch Informationsmangel kompliziert werden. Fließspannung oft als 2%-Offset-Wert in Referenzen. Ist das der richtige Wert für Abaqus-Plastizitätsdefinition? Wenn nicht: Warum nicht und wie ohne korrekte Fließspannung definieren? Einaxial-Testdaten definieren Metallplastizität, aber Plastizdehnung in Simulation übersteigt oft Dehnung am Einschnürungsbeginn. Wie Plastizitätsdefinitionen über Datenbereich hinaus erweitern?

Umfassende Beschreibung passt nicht in E-Seminar-Rahmen. Nicht jede Frage vollständig beantwortbar. Glücklicherweise viele Ressourcen für SIMULIA-Nutzer: SIMULIA-Community als Startpunkt für Materialmodellierung und SIMULIA allgemein. Dassault Systèmes Knowledge Base mit hilfreichen Einträgen, Schulungen verfügbar.

Interesse? Am 23. Juni zum E-Seminar „Material Modeling of Metals in Abaqus“ dazustoßen. Hier registrieren.