10 research outputs found
Phenomenological modeling of strain hardening, phase transformation and damage effects of trip-steels
In this study, the constitutive modeling of loading state dependent strain hardening and martensite evolution of high alloyed TRIP-steels are addressed, which are experimentally observed comparing uni-axial tension and compression test results. Furthermore, a damage mechanics extension of the model is proposed, which is based on the continuum damage mechanics framework. An implicit gradient based enrichment method is applied to realize a non-local damage formulation. For the implementation into the commercial FEM-software ABAQUS, the analogy between the additional Helmholtztype equation of implicit gradient enrichment and the already built-in heat conduction equation is used. Finally, the developed model is fitted to experimental data and cell model calculations. A convergence study using the non-local extension is discussed
Thermomechanische und schädigungsmechanische Modellierung von hochlegierten TRIP-Stählen
Die Arbeit widmet sich der Entwicklung und numerischen Implementierung eines nichtlokalen kontinuumsmechanischen Schädigungsmodells zur Beschreibung des duktilen Versagens eines austenitischen TRIP-Stahlgusses. Dieser weist eine martensitische Phasenumwandlung während der Verformung auf. Das Umwandlungs- und Verfestigungsverhalten des Untersuchungswerkstoffs hängt stark von Temperatur und Spannungszustand ab. Deshalb wird ein vollständig thermomechanisch gekoppeltes Viskoplastizitätsmodell zugrunde gelegt, welches die temperaturabhängige Zug-Druck-Asymmetrie von Verfestigung und verformungsinduzierter Martensitentwicklung abbildet. Bei erhöhter Dehnrate können experimentell beobachtete Kreuzungseffekte der Fließkurven vorhergesagt werden. Die Schädigungsmodellierung baut auf dem viskoplastischen Grundmodell auf, wobei das netzunabhängige Verhalten durch eine Gradientenerweiterung im Rahmen der mikromorphen Theorie erreicht wird. Im Modell können verschiedene Ansätze für Schädigungsinitiierung und -entwicklung kombiniert werden. Die Einflüsse der Modellparameter auf die Ergebnisse von Risswachstumssimulationen werden für ausgewählte Modellvarianten untersucht und bewertet. Mithilfe erarbeiteter Kalibrierungsstrategien können die qualifizierten Varianten erfolgreich an experimentelle Ergebnisse von Kerbzugversuchen und bruchmechanischen Kompaktzugproben angepasst werden.The present thesis comprises the development and numerical implementation of a non-local damage model in order to describe ductile failure of a cast austenitic TRIP-steel. The TRIP-steel shows a martensitic phase transformation during deformation. The transformation and strain hardening behavior is strongly dependent on temperature and stress state. For this reason, a fully thermomechanically coupled viscoplasticity model is proposed, which exhibits the temperature dependent tension-compression-asymmetry of strain hardening and deformation-induced martensite evolution. Experimentally observed crossing effects of the flow curves can be predicted at increased strain rates. The damage modeling is based on the viscoplastic basic model, whereby the mesh-independent behavior is achieved by a gradient extension within the framework of micromorphic theory. Different approaches for damage initiation and evolution can be combined within the model. The influences of the model parameters on results of crack growth simulations are investigated and evaluated for selected model variants. With the help of developed calibration strategies the qualified variants can be successfully adapted to experimental results of notched tensile tests and compact tension tests
Thermomechanische und schädigungsmechanische Modellierung von hochlegierten TRIP-Stählen
Die Arbeit widmet sich der Entwicklung und numerischen Implementierung eines nichtlokalen kontinuumsmechanischen Schädigungsmodells zur Beschreibung des duktilen Versagens eines austenitischen TRIP-Stahlgusses. Dieser weist eine martensitische Phasenumwandlung während der Verformung auf. Das Umwandlungs- und Verfestigungsverhalten des Untersuchungswerkstoffs hängt stark von Temperatur und Spannungszustand ab. Deshalb wird ein vollständig thermomechanisch gekoppeltes Viskoplastizitätsmodell zugrunde gelegt, welches die temperaturabhängige Zug-Druck-Asymmetrie von Verfestigung und verformungsinduzierter Martensitentwicklung abbildet. Bei erhöhter Dehnrate können experimentell beobachtete Kreuzungseffekte der Fließkurven vorhergesagt werden. Die Schädigungsmodellierung baut auf dem viskoplastischen Grundmodell auf, wobei das netzunabhängige Verhalten durch eine Gradientenerweiterung im Rahmen der mikromorphen Theorie erreicht wird. Im Modell können verschiedene Ansätze für Schädigungsinitiierung und -entwicklung kombiniert werden. Die Einflüsse der Modellparameter auf die Ergebnisse von Risswachstumssimulationen werden für ausgewählte Modellvarianten untersucht und bewertet. Mithilfe erarbeiteter Kalibrierungsstrategien können die qualifizierten Varianten erfolgreich an experimentelle Ergebnisse von Kerbzugversuchen und bruchmechanischen Kompaktzugproben angepasst werden.The present thesis comprises the development and numerical implementation of a non-local damage model in order to describe ductile failure of a cast austenitic TRIP-steel. The TRIP-steel shows a martensitic phase transformation during deformation. The transformation and strain hardening behavior is strongly dependent on temperature and stress state. For this reason, a fully thermomechanically coupled viscoplasticity model is proposed, which exhibits the temperature dependent tension-compression-asymmetry of strain hardening and deformation-induced martensite evolution. Experimentally observed crossing effects of the flow curves can be predicted at increased strain rates. The damage modeling is based on the viscoplastic basic model, whereby the mesh-independent behavior is achieved by a gradient extension within the framework of micromorphic theory. Different approaches for damage initiation and evolution can be combined within the model. The influences of the model parameters on results of crack growth simulations are investigated and evaluated for selected model variants. With the help of developed calibration strategies the qualified variants can be successfully adapted to experimental results of notched tensile tests and compact tension tests
Thermomechanische und schädigungsmechanische Modellierung von hochlegierten TRIP-Stählen
Die Arbeit widmet sich der Entwicklung und numerischen Implementierung eines nichtlokalen kontinuumsmechanischen Schädigungsmodells zur Beschreibung des duktilen Versagens eines austenitischen TRIP-Stahlgusses. Dieser weist eine martensitische Phasenumwandlung während der Verformung auf. Das Umwandlungs- und Verfestigungsverhalten des Untersuchungswerkstoffs hängt stark von Temperatur und Spannungszustand ab. Deshalb wird ein vollständig thermomechanisch gekoppeltes Viskoplastizitätsmodell zugrunde gelegt, welches die temperaturabhängige Zug-Druck-Asymmetrie von Verfestigung und verformungsinduzierter Martensitentwicklung abbildet. Bei erhöhter Dehnrate können experimentell beobachtete Kreuzungseffekte der Fließkurven vorhergesagt werden. Die Schädigungsmodellierung baut auf dem viskoplastischen Grundmodell auf, wobei das netzunabhängige Verhalten durch eine Gradientenerweiterung im Rahmen der mikromorphen Theorie erreicht wird. Im Modell können verschiedene Ansätze für Schädigungsinitiierung und -entwicklung kombiniert werden. Die Einflüsse der Modellparameter auf die Ergebnisse von Risswachstumssimulationen werden für ausgewählte Modellvarianten untersucht und bewertet. Mithilfe erarbeiteter Kalibrierungsstrategien können die qualifizierten Varianten erfolgreich an experimentelle Ergebnisse von Kerbzugversuchen und bruchmechanischen Kompaktzugproben angepasst werden.The present thesis comprises the development and numerical implementation of a non-local damage model in order to describe ductile failure of a cast austenitic TRIP-steel. The TRIP-steel shows a martensitic phase transformation during deformation. The transformation and strain hardening behavior is strongly dependent on temperature and stress state. For this reason, a fully thermomechanically coupled viscoplasticity model is proposed, which exhibits the temperature dependent tension-compression-asymmetry of strain hardening and deformation-induced martensite evolution. Experimentally observed crossing effects of the flow curves can be predicted at increased strain rates. The damage modeling is based on the viscoplastic basic model, whereby the mesh-independent behavior is achieved by a gradient extension within the framework of micromorphic theory. Different approaches for damage initiation and evolution can be combined within the model. The influences of the model parameters on results of crack growth simulations are investigated and evaluated for selected model variants. With the help of developed calibration strategies the qualified variants can be successfully adapted to experimental results of notched tensile tests and compact tension tests
Ancistrocladinium A induces apoptosis in proteasome inhibitor-resistant multiple myeloma cells: a promising therapeutic agent candidate
The N,C-coupled naphthylisoquinoline alkaloid ancistrocladinium A belongs to a novel class of natural products with potent antiprotozoal activity. Its effects on tumor cells, however, have not yet been explored. We demonstrate the antitumor activity of ancistrocladinium A in multiple myeloma (MM), a yet incurable blood cancer that represents a model disease for adaptation to proteotoxic stress. Viability assays showed a potent apoptosis-inducing effect of ancistrocladinium A in MM cell lines, including those with proteasome inhibitor (PI) resistance, and in primary MM cells, but not in non-malignant blood cells. Concomitant treatment with the PI carfilzomib or the histone deacetylase inhibitor panobinostat strongly enhanced the ancistrocladinium A-induced apoptosis. Mass spectrometry with biotinylated ancistrocladinium A revealed significant enrichment of RNA-splicing-associated proteins. Affected RNA-splicing-associated pathways included genes involved in proteotoxic stress response, such as PSMB5-associated genes and the heat shock proteins HSP90 and HSP70. Furthermore, we found strong induction of ATF4 and the ATM/H2AX pathway, both of which are critically involved in the integrated cellular response following proteotoxic and oxidative stress. Taken together, our data indicate that ancistrocladinium A targets cellular stress regulation in MM and improves the therapeutic response to PIs or overcomes PI resistance, and thus may represent a promising potential therapeutic agent
Axially Chiral Dimeric Naphthalene and Naphthoquinone Metabolites, from Root Cultures of the West African Liana <i>Triphyophyllum peltatum</i>
Root cultures of the West African
liana <i>Triphyophyllum
peltatum</i> were initiated from stem explants of in vitro cultivated
shoots. From these organ cultures, three new binaphthalenes, one binaphthoquinone,
and two (bi)naphthalene glucosides were isolated, with substitution
patterns related to those of the naphthylisoquinoline alkaloids, which
are the “normal” main metabolites of <i>T. peltatum</i>. The structures of the diglucoside dioncoquinoside A (<b>1</b>) and of the axially chiral biaryls triphyoquinols A<sub>1</sub> (<b>3</b>), A<sub>2</sub> (<b>4</b>), and B (<b>5</b>),
triphyoquinoside A (<b>6</b>), and triphyoquinone A (<b>7</b>) were elucidated by spectroscopic analysis (HRESIMS, 1D and 2D NMR)
and by application of electronic circular dichroism (ECD) spectroscopy
in combination with the exciton chirality method and quantum-chemical
ECD calculations. The root cultures likewise produced the known alkaloids
dioncophylline A (<b>8</b>), 5′-<i>O</i>-demethyldioncophylline
A (<b>9</b>), dioncopeltine A (<b>10</b>), habropetaline
A (<b>11</b>), and 5′-<i>O</i>-methyldioncophylline
D (<b>12a/b</b>), the naphthalene glucoside plumbaside A (<b>2</b>), and the naphthoquinones plumbagin (<b>13</b>), droserone
(<b>14</b>), and 8-hydroxydroserone (<b>15</b>)
5′-O-Methyldioncophylline D, a 7,8′-coupled naphthylisoquinoline alkaloid from callus cultures of Triphyophyllum peltatum, and its biosynthesis from a late-stage tetrahydroisoquinoline precursor
The natural tetrahydroisoquinoline phylline (4) was synthesized in a specifically [1,1′-13C2]-labeled form, and fed to callus cultures of Triphyophyllum peltatum. Its incorporation into naphthylisoquinoline alkaloids, among them habropetaline A (8) (as evidenced by1H,13C NMR, and 2D INADEQUATE experiments), proved 4 to be the authentic coupling substrate for the enzyme-mediated phenol-oxidative coupling with a naphthalene portion. During the feeding experiments, a new alkaloid was discovered, 5′-O-methyldioncophylline D (5). It is the first 7,8′-linked (d-type) naphthylisoquinoline isolated from a Dioncophyllaceae plant. The new alkaloid consists of two closely eluting, slowly interconverting atropo-diastereomers, (P)-5 and (M)-5. Their full absolute stereostructures were assigned, i.e., by spectroscopic and online HPLC-CD investigations