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
-
08 oktober 2025
Niet elk plastic hoeft bio-based of afbreekbaar te zijn
Per persoon gooien we zo’n 33 kilo plastic verpakkingsmateriaal weg per jaar. Hoogleraar polymeerchemie Katja Loos werkt aan een duurzamere toekomst voor plastics - door te kijken naar meer dan alleen het materiaal zelf.
-
06 oktober 2025
De genAI bubbel zal barsten, maar geef AI niet op!
'Mensen blijven maar zeggen dat generatieve AI een universele tool is die veel meer kan,’ zegt Michael Biehl, hoogleraar Machine Learning. ‘Maar vroeg of laat zal de genAI-bubbel barsten,’ stelt hij. Maar dat betekent niet dat we alle AI maar met het...
-
01 oktober 2025
In de Wetenschap-podcast: Ajay Kottapalli over zeehondensnorharen en ultragevoelige sensoren
'In de Wetenschap' is de podcast van de Rijksuniversiteit Groningen. In deze aflevering hebben we Ajay Kottapalli te gast, universitair hoofddocent aan het Engineering and Technology Institute Groningen en medeoprichter van de start-up Sencilia.