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Dingshun Yan

• To improve the ductile anisotropic materials, (i) advanced damage analysis methods and (ii) damage-resistant material design concepts are developed in this work. The novel multi-probe in-situ analysis approach overcomes challenges in concurrent mapping of the deforming microstructure along with the associated microstrain fields. By coupling it to crystal plasticity simulation, the microstress fields can also be obtained. Following this analysis, a novel material design criterion is developed. It aims at optimizing the local stress state by tailored design of both the micro- and meso- structure, to delay the damage process. It is validated by designing a Graded UltraFine-Grained Dual-Phase (G-UFG-DP) steel. Compared to UFG-DP with no microstructure gradient, this novel microstructure demonstrates simultaneous increase in strength and ductility.
• Zur Verbesserung der duktilen anisotropen Materialien, (i) werden moderne Schadensanalyse Methoden und (ii) Schäden-resistente Material Designkonzepte in dieser Arbeit entwickelt. Die neuartige Multi-Sonde in-situ Analyseansatz überwindet Herausforderungen in dem gleichzeitigen Mapping der Verformungsmikrostruktur zusammen mit den zugehörigen Microdehnungsfelder. Durch Kopplung an Kristallplastizität-Simulation können die Mikrospannungsfelder erhalten werden. Nach dieser Analyse, ein neuartiges Material Design-Kriterium wird entwickelt. Es zielt auf die Optimierung des lokalen Spannungszustands durch maßgeschneidertes Design sowohl der Mikrostruktur als auch der Mesostruktur, um den Schäden-Prozess zu verzögern. Es wird durch das Design eines gradierter ultrafein-körnigen Dualphasenstahl (G-UFG-DP) validiert. Im Vergleich zum UFG-DP ohne Mikrostruktur-Gradient, demonstriert diese neuartige Mikrostruktur gleichzeitige Erhöhung der Festigkeit und Duktilität.