Variationelle Modellierung irreversibler Effekte in polykristallinen Formgedächtnislegierungen

Formgedächtnislegierungen sind vielversprechende Materialien für die industrielle Anwendung. Eine Voraussetzung für diese sind jedoch Materialmodelle, die in der Lage sind, stattfindende mikrostrukturelle Prozesse abzubilden. Die vorliegende Arbeit behandelt parallel zur diffusionslosen Phasentransformation stattfindende irreversible Prozesse, die in der funktionalen Ermüdung des Materials durch zyklische Belastung resultieren. Die drei präsentierten Modelle basieren auf der variationellen Methode des Prinzips des Minimums des Dissipationspotentials. Der Effekt der funktionalen Ermüdung wird in den ersten beiden Modellen durch simultane plastische Deformation bzw. irreversible Transformationen abgebildet. Der Einfluss thermischen Zyklierens wird im dritten Modell durch Speicherung der Transformationshistorie erreicht. Simulationsergebnisse zeigen die Fähigkeit der Modelle, Phasentransformationen mit irreversiblen Prozessen zu koppeln und die funktionale Ermüdung abzubilden.Shape memory alloys are attractive materials for industrial applications. A requirement for this usage are material models which are able to predict the microstructural processes. The present thesis deals with irreversible processes which simultaneously take place to the diffusionless phase transformation and which result in the functional fatigue of the material due to cyclic loading. The three presented models are based on the variational method of the principle of the minimum of the dissipation potential. In the first two approaches, the effect of functional fatigue is modeled by simultaneous plastic deformation or respectively irreversible transformations. In the third model, the influence of thermal cycling is considered by storage of the transformation history. Simulation results prove the material models' ability to couple phase transformations with irreversible processes as well as to display the functional fatigue