Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur zyklischen Thermoviskoplastizität

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Viskoplastizitätsmodell nach Chaboche mit ausschließlich kinematischer Verfestigung untersucht. Hierbei wurden auch die Auswirkungen eines Temperaturgeschwindigkeitsterms in der kinematischen Verfestigung betrachtet. Am Werkstoff AISI 316L(N) wurden isotherme Versuche zur Bestimmung der Parameter des Modells sowie nichtisotherme Versuche zur Beurteilung der Möglichkeiten des Modells durchgeführt. Die Versuche haben gezeigt, daß sowohl der E - Modul als auch die Fließgrenze mit steigender Temperatur abnehmen. Der Werkstoff zeigt bei monotoner und bei zyklischer Belastung nennenswerte Verfestigung. Der Betrag der Spannungsrelaxation und somit die Viskosität des Werkstoffs bzw. die sich aufbauende Überspannung nimmt mit steigender Temperatur ab. Es zeigte sich, daß der Werkstoff eine der thermischen Zyklierung vorangehende Verformung mit zunehmender Lastspielzahl "vergißt". Die Gegenüberstellung von Versuch und Rechnung macht deutlich, daß die Modellantwort des verwendeten Viskoplastizitätsmodells als gute Näherung einzustufen ist. Dies gilt insbesondere während des ersten Lastwechsels. Zu höheren Lastspielzahlen hin wird die Differenz zwischen Versuch und Rechnung größer, da das Modell nicht in der Lage ist, die bei AISI 316L(N) auftretende zyklische Verfestigung nachzuvollziehen. In Bereichen, in denen der Betrag der Spannung und die Temperatur gleichzeitig zunehmen, kann es aufgrund der Temperaturabhängigkeit der Fließgrenze zu Unterschieden zwischen Versuch und Rechnung kommen