multiscale modellering van single kristallen superalloys voor gasturbinebladen Gasurbines worden uitgebreid gebruikt voor stroomopwekking en voor de voortstuwing van vliegtuigen en schepen. Hun zwaarder geladen onderdelen, de turbine-rotorbladen, worden vervaardigd uit single kristalnikkel-base superalloys. Het superieure gedrag van hoge temperatuur van deze materialen wordt toegeschreven aan de twee-fase-composietmicrostructuur bestaande uit een G-MATRIX (NI) die een grote volumefractie van G&-deeltjes (NI3AL) bevat. Tijdens de service evolueert de aanvankelijk cuboïde precipitatennaar langwerpige platen door een diffusie#based-proces genaamd raften. In dit werk wordt een micro-mechanisch constitutief raamwerk ontwikkeld dat specifiek goed is voor de microstructurele morfologie en de evolutie ervan. In de voorgestelde multicale-aanpak kenmerkt de schaalmacroscopische lengtekaart het engineeringniveau waarop een eindige element (FE) -berekening typisch wordt toegepast. De mesoscopische schaalschaal vertegenwoordigt hetniveau van de microstructuur dat wordt toegeschreven aan een macroscopisch materiaalpunt. Op deze lengte schaal wordt het materiaal beschouwd als een verbinding met twee verschillende fasen, die een toegewijde ontworpen eenheidscel samenstellen. De schaal van de microscopische lengte weerspiegelt het kristallografischeniveau van de individuele materiaalfasen. Het constitutieve gedrag van deze fasen wordt op ditniveau gedefinieerd. De voorgestelde eenheidscel bevat speciale interfacegebieden, waarin wordt verondersteld met plastic stam te worden geconcentreerd. In deze interfacebewrichten ontwikkelen de spanningsgradiënt en ontwikkelt zich evenals stress afkomstig van de lattice-misfit tussen de twee fasen. De beperkte omvang van de eenheidscel en de micromechanische vereenvoudigingen maken het raamwerk bijzonder efficiënt in een multicale-aanpak. De respons van de eenheidscel wordtnumeriek bepaald op een materiaalpuntniveau binnen een Macroscopische Fe-code, die computationeel veel efficiënter is dan een gedetailleerde fe-gebaseerde unit-cel-discretisatie. Het constitutieve gedrag van de matrixfase wordt gesimuleerd met behulp van eenniet--local spanningsgradiënt kristal plasticiteitsmodel. In dit model hebbenniet--uniforme verdelingen van geometrischnoodzakelijke dislocaties (GBDS), geïnduceerd door stamgradiënten in de interfacegebieden, het verhardingsgedrag. Verder, metname voor het twee-fasemateriaal voor belangstelling, bevat de verhardingswet een drempelterm gerelateerd aan de OroWAN-stress. Voor de precipitaatfase zijn de mechanismen van precipitaat afschuiving en herstel IV-beklimming opgenomen in het model. Bovendien worden het typische anomale opbrengstgedrag van NI3AL-intermetallics en andereniet--schmid-effecten geïmplementeerd en wordt hun impact op de mechanische respons van de superalloy aangetoond. Vervolgens wordt een schademodel voorgesteld dat de tijd-dependent en cyclische schade integreert in een algemeen toepasbare tijd-incremental schade. Een criterium op basis van de Orowan-stress wordt ingebracht om slipomkering op het microscopischeniveau te detecteren en de accumulatie van de cyclische schade wordt gekwantificeerd met behulp van het immobilisatie-mechanisme van de dislocatielus. Verder is de interactie tussen cyclische en tijd-dependent schade-accumulatie opgenomen in het model. Simulaties voor een breed scala aan belastingvoorwaarden tonen voldoende overeenstemming met experimentele resultaten. De raften en groerende processen zijn gemodelleerd door evolutievergelijkingen te definiëren voor verschillende van de microstructurele afmetingen. Deze vergelijkingen zijn consistent met een vermindering van de interne energie, die vaak wordt beschouwd als de drijvende kracht voor het degradatieproces. De mechanische respons van het gedegradeerde materiaal wordt gesimuleerd en adequate overeenkomst wordt gevonden met experimenteel waargenomen trends. Ten slotte wordt de multicale-mogelijkheid aangetoond door het model toe te passen in een afneemelement van het graspurbine-blad. Dit toont aan dat wijzigingen in microstructuur aanzienlijk van invloed zijn op de mechanische respons van de gasturbinecomponenten.--