Details

Autor(en) / Beteiligte

• Gradinger, R.
• Rammerstorfer, F.G.

Titel

On the influence of meso-inhomogeneities on the crush worthiness of metal foams

Ist Teil von

• Acta materialia, 1998-12, Vol.47 (1), p.143-148

Ort / Verlag

Oxford: Elsevier Ltd

Erscheinungsjahr

1998

Quelle

ScienceDirect

Beschreibungen/Notizen

• The efficiency of energy absorbing materials in crash elements is, besides others, strongly influenced by their stress–strain behaviour under uniaxial compression. Theoretical, i.e. meso-mechanical, and experimental studies of the influence of meso-inhomogeneities of the cell structure on the crash worthiness of aluminium foams are dealt with. It is shown that the cell sizes, the cell wall thicknesses and other micro-geometrical parameters should not vary too much in order to achieve optimum specific energy absorption. Strong meso-inhomogeneities lead to strain localizations and, consequently, to a decrease of the initial plateau stress and to increasing ascents in the plateau regime, both reducing the energy absorption efficiency. Die Eignung von Materialien für Ihren Einsatz in Crashelementen hängt unter anderem von der Gestalt des Druckspannungs-Verzerrungs-Verlaufes ab, der im relevanten Verzerrungsbereich möglichst füllig sein soll. In der vorliegenden Arbeit werden theoretische (mesomechanische) und experimentelle Untersuchungen beschrieben, in welchen der Einfluß von mesoskopischen Inhomogenitäten (im Sinne einer Variation der Zellgrößen, der Dicke der Zellwände und anderer mikrogeometrischer Parameter) auf das Energieaufnahmevermögen studiert wird. Es wird gezeigt, daß die Schaumstrukturen möglichst konstant über das Volumen sein sollen, um ein hohes spezifisches Energieaufnahmevermögen zu erreichen. Signifikante Meso-Inhomogenitäten (z.B. verursacht durch das Auftreten von Gebieten mit signifikant unterschiedlichen Zellstrukturen innerhalb des betrachteten Schaumvolumens) führen zu Lokalisierungseffekten, verbunden mit einem Abfall der Anfangs-Plateauspannung und dem Verlust der Fülligkeit des Spannungs-Verzerrungs-Diagrammes; beides reduziert die Gewichts-Effizienz des Schaumes hinsichtlich des Energieaufnahmevermögens.