Mehrskalenmodellierung von Materialversagen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Christian Linder, Ph.D.
• Subject Area: Mechanics
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 139490854

Ziel des Forschungsprojektes ist es, unser Verständnis von Materialversagen durch die Anwendung computerorientierter Methoden des Kontinuums bis hin zur atomistischen Skala zu erweitern.Es soll eine Mehrskalenformulierung entwickelt werden, welche atomistische Effekte in eine Finite Elemente Formulierung der Makroskala einzubetten vermag, um Materialversagen zu beschreiben. Reine Kontinuumsformulierungen können die lokalen Veränderungen, hervorgerufen durch Versetzungen oder Korngrenzen, nicht beschreiben, beeinflussen jedoch stark das Materialverhalten der Makroskala. Deshalb beabsichtigt dieses Forschungsvorhaben die Vereinigung molekulardynamischer Simulationen in Bereichen großer Deformationen, wie an der Spitze von sich ausbreitenden Rissen oder Scherbändern, mit geeigneten Finiten Elementen zur Beschreibung von Verschiebungsdiskontinuitäten außerhalb dieser Zonen.Unterschiedliche Methoden, wie die Finite Elemente Methode mit eingebetteten Diskontinuitäten, die erweiterte Finite Elemente Methode oder kohäsive Finite Elemente Methoden stehen für die makroskopische Beschreibung von Materialversagen zur Verfügung. Auf atomistischer Ebene werden im Rahmen dieses Projektes neue Finite Elemente zur Beschreibung des Versagens von atomistischen Bindungen entwickelt.Das Ergebnis einer erfolgreichen Bearbeitung des Forschungsvorhabens spiegelt sich in der Entwicklung einer Mehrskalenformulierung zur Beschreibung von Materialversagen über verschiedenste Längenskalen wider, wodurch der Einfluss der kleinen Skalen auf das Materialverhalten der Makroebene erforscht werden kann.

• DFG Programme: Research Grants