multiscale-Modellierung von Einkristall-Superlegierungen für Gasturbinenschaufeln Gasturbinen werden ausführlich zur Stromerzeugung und zum Antrieb von Flugzeugen und Gefäßen verwendet. Ihre am stärksten belasteten Teile, die Turbinenrotorblätter, werden aus Einzelkristall-Nickel-Nickel-Superlegierungen hergestellt. Das überlegene Hochtemperaturverhalten dieser Materialien wird auf die zwei-phase-Verbundmikrostruktur, die aus einem G-Matrix (Ni) bestehen, der einen großen Volumenanteil von G-&39 enthält;#-Partikel (Ni3al). Während des Dienstes entwickeln sich die anfänglich quaderförmigen Niederschläge auf längliche Platten durch einen diffusions-nbasierten Prozessnamens Rafting. In dieser Arbeit wird ein micro-mechanischer konstituierender Rahmen entwickelt, der speziell für die mikrostrukturelle Morphologie und ihre Evolution ausnimmt. Im vorgeschlagenen Multiscale-Ansatz kennzeichnet die makroskopische Längenskala den technischen Niveau, auf dem typischerweise eine Berechnung der Finite-Elemente (Fe) angewendet wird. Die mesoskopische Längenskala repräsentiert den Niveau der Mikrostruktur, die einem makroskopischen Materialpunkt zugeschrieben wird. In dieser Längenskala wird das Material als Verbindung von zwei verschiedenen Phasen betrachtet, die eine dedizierbar entwickelte Einheitszelle erstellt. Die mikroskopische Längenskala spiegelt den kristallographischen Niveau der einzelnen Materialphasen wider. Das konstitutive Verhalten dieser Phasen ist auf dieser Ebene definiert. Die vorgeschlagene Einheitszelle enthält spezielle Schnittstellenbereiche, in denen Kunststoffspannungsgradienten konzentriert angenommen werden. In diesen Grenzflächenregionen entwickeln sich die Spannungsgradienten, die sich auf die Rückenspannungen entwickeln, sowie Spannungen, die von der Gitter-Fehlfreunde zwischen den beiden Phasen stammen. Die begrenzte Größe der Einheitszelle und die mikromechanischen Vereinfachungen machen den Rahmen besonders effizient in einem Multiscale-Ansatz. Die Einheitszellenreaktion wirdnumerisch auf einem Materialpunktstand in einem makroskopischen Fe-Code bestimmt, der rechenschaftlich viel effizienter ist als eine detaillierte Diskretisierung mit Fe-Basis von Fe Basiert. Das MATRIX-Phase-Konstitutivverhalten wird mit einemnicht-LOCK-Dehnungsgradientenkristall-Plastizitätsmodell simuliert. In diesem Modell beeinflussennicht-uniforme Verteilungen geometrischnotwendiger Versetzungen (GNDs), die durch Dehnungsgradienten in den Schnittstellenbereiche induziert werden, beeinflussen das Härtungsverhalten. Darüber hinaus enthält das Härtungsgesetz speziell für das Zwei-phase-Material, das das Härtungsgesetz einen Schwellenwert, der sich auf die Orowan-Stress bezieht. Für die Niederschlagsphase werden die Mechanismen des Ausscheidungsschere- und Recovery-IV-Summary-Kletterns in das Modell eingebaut. Darüber hinaus wird das typische anomale Ertragsverhalten von Ni3al-intermethallics und anderennicht-schmid-Effekten umgesetzt, und ihre Auswirkungen auf die mechanische Superlegierung wird demonstriert. Alsnächstes wird ein Schadensmodell vorgeschlagen, das Zeit-Depending und cyclische Schäden in eine allgemein anwendbare Zeit-incremental-Schadensregel integriert. Ein Kriterium, das auf der orowanischen Spannung basiert, wird eingeführt, um die Schlupfaufkurse auf dem mikroskopischen Niveau zu erkennen, und die cyclische Schadensakkumulation wird unter Verwendung des Mechaniomisationsmechanismus des Versetzungsschleifens quantifiziert. Ferner wird die Wechselwirkung zwischen cyclisch und zeitlich-Dependenter Schadensakkumulation in das Modell eingebaut. Simulationen für eine Vielzahl von Lastbedingungen zeigen angemessene Vereinbarung mit experimentellen Ergebnissen. Die Rafting- und Grost-Prozesse werden modelliert, indem Evolutionsgleichungen für einige der mikrostrukturellen Abmessungen definiert werden. Diese Gleichungen stimmen mit einer Verringerung der inneren Energie überein, die häufig als treibende Kraft für den Abbauprozess betrachtet wird. Die mechanische Reaktion des degradierten Materials ist simuliert und eine angemessene Vereinbarung wird mit experimentell beobachteten Trends gefunden. Schließlich wird die Multiscale-Fähigkeit durch Anwenden des Modells in einer Gasturbinenklinge-Finite-Elementanalyse demonstriert. Dies zeigt, dass Änderungen in der Mikrostruktur die mechanische Reaktion der Gasturbinenkomponenten erheblich beeinflussen.--