Multiscale modelling of deformation and fracture in metal foams
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: | 13 maart 2020 01:00 |
Meer nieuws
-
20 mei 2025
Van oesterzwam tot overall
Een shirt van schimmels - of preciezer gezegd van mycelium textiel. Het zou een goede stap kunnen zijn richting een duurzamere mode-industrie. Tenminste: als het materiaal zó ontwikkeld kan worden dat het goed bruikbaar is voor kleding én...
-
20 mei 2025
Huishoudens kunnen uitstoot met 40 procent verlagen door gedragsverandering
Wanneer de rijkste huishoudens hun dagelijkse gewoontes aanpassen kan dat de totale uitstoot van broeikasgassen door huishoudens met 40 procent omlaag brengen.
-
19 mei 2025
Wetenschap Werkt | Recycling van rubber mogelijk dankzij revolutionaire methode
Hij ontving op 13 mei de Ben Feringa Impact Award (categorie onderzoekers): Francesco Picchioni , hoogleraar Chemische Technologie (FSE). Waarom hij deze prijs kreeg? Zijn belangrijke innovatie waarmee rubber zonder kwaliteitsverlies kan worden...