Alexander Düster, Stephan Heinze, Meysam Joulaian, Institut für Festigkeit und Konstruktion von Schiffen, TU Hamburg-Harburg
Es wird ein numerischer Homogenisierungsansatz für die Berechnung der effektiven Materialeigenschaften von Metallschäumen vorgestellt. Metallschäume zeichnen sich insbesondere durch ihre geringe Dichte aus und werden daher in Leichtbaustrukturen eingesetzt. Weiterhin verfügen Metallschäume über ein hohes Absorptionsvermögen kinetischer Energie sowie gute mechanische Dämpfungseigenschaften. Zur Erhöhung der Festigkeit von Aluminiumschäumen werden diese in einem aktuellen Forschungsprojekt mit Hilfe eines galvanischen Beschichtungsprozesses mit einer Nickelschicht verstärkt. Zur Charakterisierung dieses hybriden Metallschaums wird – ausgehend von einem CT-Scan – ein Berechnungsverfahren entwickelt, das es ermöglicht dessen mechanische Eigenschaften zu bestimmen. In diesem Beitrag wird die auf der Finite Cell Methode basierende numerische Homogenisierungsstrategie des Metallschaums vorgestellt. Mit Hilfe der entwickelten Berechnungsmethode ist es möglich, den Einfluss der Beschichtungsdicke des hybriden Metallschaums auf dessen effektive Materialeigenschaften zu untersuchen. Anhand von mehreren Beispielen wird die Vorgehensweise der neu entwickelten Methode vorgestellt.