Effiziente numerische Lösungsverfahren für Dislokations-basierte Plastizität

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Wieners
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 189971049

In diesem Projekt werden effiziente Approximationen and parallele Lösungsverfahren für Kristallplastizität für kleine Verformungen in 3D entwickelt, wobei die plastische Verzerrung durch eine gemittelte Kontinuumstheorie für Versetzungen beschrieben wird. Eine solche Versetzungstheorie wird in the Forschergruppe entwickelt. Dafür realisieren wir ein Runge-Kutta- discontinuous-Galerkin Verfahren für jedes Gleitsystem, mit dem die Evolution der Versetzungsdichten, des GND Tensors und der Krümmungsdichte berechnet wird. Die Deformation wird in Abhängigkeit der plastischen Verzerrung (berechnet durch die Orowan Gleichung) bestimmt und mit Finiten Elementen approximiert. Für das gekoppelte System wird ein robuster und stabiler Algorithmus entwickelt, der vollständige Simulationen mit allen Gleitsystemen erlaubt. Die numerische Implementation des gemittelten Versetzungssystem (CDD) basiert auf den numerischen Methoden, die in der ersten Förderperiode für das erweiterte Versetzungssystem (hdCDD) entwickelt wurden. Für reduzierte 2D Konfigurationen mit wenigen aktiven Gleitsystemen sollen die beiden Modelle miteinander verglichen werden.Das Materialgesetz für die Versetzungsgeschwindigkeit und die Interaktionen der Versetzungen zwischen verschiedenen Gleitsystemen werden in enger Kooperation mit den Projektpartnern in der Forschergruppe numerisch untersucht.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1650: Dislocation based Plasticity