Skip to ContentSkip to Navigation
Over onsNieuws en agendaNieuwsberichten

Multiscale modelling of deformation and fracture in metal foams

20 januari 2012

Promotie: dhr. K.R. Mangipudi, 14.30 uur, Senaatskamer Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Multiscale modelling of deformation and fracture in metal foams

Promotor(s): prof.dr.ir. P.R. Onck

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Mechanische eigenschappen van metaalschuim op cellulair niveau onderzocht

Metaalschuimen hebben zowel een microstructuur (op schaal van de celwanden) als een mesoscopische microstructuur (op schaal van de celstructuur). De karakteristieken van deze structuren, die beide belangrijk zijn voor de mechanische materiaaleigenschappen, kunnen worden gemanipuleerd tijdens het productieproces. Kodanda Ram Mangipudi onderzocht het effect van deze twee structuurniveaus op vervormings- en schademechanismen. Tegelijk probeerde hij beter te begrijpen hoe deze structuren mechanische materiaaleigenschappen beïnvloeden.

Voor dit doel werd een meerschalig model van een tweedimensionaal schuim ontwikkeld. Door nauwgezet de plastische vloeigrens in de celwanden te volgen, kon een geometrisch verstevigingsmechanisme worden geïdentificeerd dat hand in hand gaat met het intrinsieke verstevigen van het metaal zelf. Mangipudi stelde vast dat de competitie tussen versteviging door plastische deformatie en verzwakking ('softening') door inwendige schadeontwikkeling, belangrijk is bij het bepalen van de macroscopische vervormbaarheid. Met toenemende intrinsieke versteviging wordt de ontwikkeling van buiging in de celwanden afgeremd en daarmee ook de initiatie van schade. Treksterkte en vervormbaarheid van het schuim worden daardoor verhoogd.

Op basis van de numerieke berekeningen konden eenvoudige uitdrukkingen worden afgeleid die de macroscopische versteviging, treksterkte en vervormbaarheid beschrijven in termen van de materiaaleigenschappen van de celwanden en geometrische parameters van de cellulaire architectuur. Ook is er onderzoek gedaan naar het effect van interne scheuren op de treksterkte. Vastgesteld werd dat proefstukken met rand-kerven ('edge-notches') verstevigingsgedrag vertonen, terwijl proefstukken met inwendige scheuren juist verzwakken. Ten slotte is in dit proefschrift ook het falen van poreus bot ('trabecular bone') onderzocht, waarbij de effectiviteit van twee klinische behandelmethoden voor osteoporose werden vergeleken.

Kodanda Ram Mangipudi (India, 1979) studeerde metaalkunde aan het Indian Institute of Science in Bangalore. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Zernike Institute for Advanced Materials, afdeling micromechanica. Mangipudi gaat als postdoc door in het onderzoek bij de universiteit van Göttingen.

Laatst gewijzigd:15 september 2017 15:41

Meer nieuws

  • 20 november 2018

    Prof. dr. Dirk Slotboom wint FSE Teaching Award 2017

    Op de Education Day van de Faculty of Science and Engineering is de winnaar van de Faculty Teaching Award 2017 onthuld: prof. dr. Dirk Slotboom is verkozen tot FSE-docent van het jaar 2017.

  • 15 november 2018

    Keuzegids 2019: RUG-opleidingen constant in de Nederlandse top

    Tien bacheloropleidingen aan de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) krijgen dit jaar van de Keuzegids Universiteiten het kwaliteitszegel Topopleiding, waarmee ze tot de top van het Nederlandse wetenschappelijke onderwijs behoren. In de categorie ‘Brede...

  • 14 november 2018

    De lift tussen leven en dood

    De celmembraan is de grens van het leven. Dit dunne vettige omhulsel houdt de inhoud van de cel bij elkaar. De transporteiwitten in die membraan zijn van levensbelang. Ze zorgen voor contact en uitwisseling met de buitenwereld. RUG-hoogleraar biochemie...