Mikromechanik der Nanoindentierung

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Mit Hilfe von Nanoindentationsversuchen können mechanische Eigenschaften in der Nähe von Korngrenzen in metallischen Vielkristallen untersucht werden. Durch die Messungen lassen sich Rückschlüsse über die Interaktion von Versetzungen an Korngrenzen ziehen. Der Misorientierungswinkel der Körner an der Korngrenze hat in diesem Zusammenhang einen maßgeblichen Einfluss auf die Versetzungsinteraktion und somit auf die plastischen Eigenschaften. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung und der Vergleich verschiedener Korngrenzemodelle für Metalle mittels der Finite Elemente Methode. Zur Abbildung von Größeneffekten wird für die Körner ein Gradientenkristallplastizitätsmodell verwendet. Die Eigenschaften zweier Korngrenzenmodelle aus der Literatur sowie eines neu entwickelten Modells werden an einfachen Beispielen erläutert und mit einem Nanoindentationsbeispiel qualitativ verglichen. Dabei wird sowohl die Theorie für kleine als auch für gorße Deformationen verwendet und im Hinblick auf Rechenzeiten untersucht.