Simulation einer Nanoindentation in das idealisierte Modell ('staggered-model'=gestaffelt aufgebautes Modell) eines biologischen Materials (Knochen, Dentin, Perlmutt,...) mit Hilfe des FEM-Paketes "ABAQUS"

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

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Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation einer Nanoindentation in einen Verbundwerkstoff, dessen Aufbau dem idealisierten Modell für biologische Materialien (staggered model) entspricht. Eine Nanoindentation ist eine Härteeindruckmessung vergleichbar dem Verfahren nach Rockwell jedoch im Bereich von Nanometern meist mit einer dreiseitigen Berkovich-Pyramide zur Bestimmung einer Kraft-Eindringtiefen-Kurve. Mittels solcher Kurven kann die Härte sowie der Indentationsmodul eines Materials ermittelt werden, welche im Falle eines Knochens Vergleichs-Materialkennwerte zur Beurteilung der Knochenqualität darstellen. Ziel der Arbeit ist es, neben der Untersuchung des Spannungsfeldes unter der Indenterspitze mit Hilfe des FEM-Paketes ABAQUS, die Härte sowie den Indentationsmodul laut Oliver / Pharr zu ermitteln und diesen mit vorliegenden Messergebnissen bzw. Literaturdaten zu vergleichen. Es werden unterschiedliche Verfahrensrouten und Programmadaptierungen verwendet um ein optimales Vergleichsergebnis zu gewährleisten. Wie gezeigt wird, lassen sich mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen mittels des Programmpakets ABAQUS für die gewählten Materialdaten derzeit noch keine aussagekräftigen Simulationsergebnisse erhalten.

Details

Titel in ÜbersetzungSimulation of a nanoindentation in a idealized model ('staggered-model') of a biological material (bone, dentin, nacre,...) using the FEM-package "ABAQUS"
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung30 März 2007
StatusVeröffentlicht - 2007