Open Access

Olaf Lenk

• Metallische Ringgeflechte werden in verschiedenen Anwendungen zum Körperschutz gegen Schläge, Stiche und Schnitte eingesetzt. Dabei hat sich das Anwendungsgebiet von einem ausschließlich militärischen Gebrauch auf Bereiche des Arbeitsschutzes, der Architektur sowie der Schmuckindustrie verlagert. Die vorliegende Arbeit leistet einen Betrag dazu, metallische Ringgeflechte über ein elastisches Ersatzmodell näherungsweise abzubilden und somit das Systemverhalten in einer entsprechenden Anwendung analytisch zu erfassen. Die dazu nötigen globalen Materialeigenschaften werden über geeignete Methoden aus dem inhomogenen Aufbau des Ringgeflechts in eine vereinfachte kontinuums-mechanische Beschreibung überführt. Eine derartige Homogenisierung kann sowohl über analytische, numerische als auch experimentelle Verfahren erreicht werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der analytische Ansatz über die Einführung eines Repräsentativen Volumenelements ermöglicht, dessen linear elastisches Verhalten auf eine übergeordnete, globaleMetallische Ringgeflechte werden in verschiedenen Anwendungen zum Körperschutz gegen Schläge, Stiche und Schnitte eingesetzt. Dabei hat sich das Anwendungsgebiet von einem ausschließlich militärischen Gebrauch auf Bereiche des Arbeitsschutzes, der Architektur sowie der Schmuckindustrie verlagert. Die vorliegende Arbeit leistet einen Betrag dazu, metallische Ringgeflechte über ein elastisches Ersatzmodell näherungsweise abzubilden und somit das Systemverhalten in einer entsprechenden Anwendung analytisch zu erfassen. Die dazu nötigen globalen Materialeigenschaften werden über geeignete Methoden aus dem inhomogenen Aufbau des Ringgeflechts in eine vereinfachte kontinuums-mechanische Beschreibung überführt. Eine derartige Homogenisierung kann sowohl über analytische, numerische als auch experimentelle Verfahren erreicht werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der analytische Ansatz über die Einführung eines Repräsentativen Volumenelements ermöglicht, dessen linear elastisches Verhalten auf eine übergeordnete, globale Hierarchieebene übertragen wird. Numerische Untersuchungen an diesem Volumenelement bestätigen die analytischen Ergebnisse und erlauben einen Einblick in das Verhalten bei Überschreiten der Elastizitätsgrenze. Über einachsige Zugversuche gelingt die experimentelle Erfassung des globalen, plastischen Materialverhaltens bis zum sukzessiven Versagen des Ringgeflechts. Die derart gewonnenen Kenntnisse über das globale Strukturverhalten fließen abschließend in die Untersuchung von Anwendungsbeispielen flächiger Ringgeflechte ein und werden über Vergleichsmessungen validiert.…
• In a multitude of applications, metallic chain mail is utilised for body protection against hits, stitches and cuts. Hereby the area of application has changed from an originally military use into areas of work safety, architecture and fashion industry. The present document is intended to support the basic understanding to generally describe metallic chain mail by a representative model allowing to analytically evaluate the system behaviour within a specific application. The therefore required global material properties are translated from the inhomogeneous built-up of the chain mail into a simplified mechanical description. Such homogenisation can be achieved by analytical, numerical as well as experimental methods. Within the described investigations the analytical approach is achieved by definition of a representative unit cell and the translation of its local linear elastic behaviour into a global level. Numerical investigations validate the analytical approach and allow an outlook beyond the elastic region. By unidirectionalIn a multitude of applications, metallic chain mail is utilised for body protection against hits, stitches and cuts. Hereby the area of application has changed from an originally military use into areas of work safety, architecture and fashion industry. The present document is intended to support the basic understanding to generally describe metallic chain mail by a representative model allowing to analytically evaluate the system behaviour within a specific application. The therefore required global material properties are translated from the inhomogeneous built-up of the chain mail into a simplified mechanical description. Such homogenisation can be achieved by analytical, numerical as well as experimental methods. Within the described investigations the analytical approach is achieved by definition of a representative unit cell and the translation of its local linear elastic behaviour into a global level. Numerical investigations validate the analytical approach and allow an outlook beyond the elastic region. By unidirectional tensile tests the global material behaviour is determined up to the successive failure of the chain mail. The derived knowledge on the global structural behaviour is finally inserted into the investigation of application examples and validated by comparative measurements.…