Computational multiscale modelling of localized ductile failure

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Peter Wriggers, since 11/2012
• Subject Area: Mechanics
• Term: from 2012 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 215266092

Bei der Umformung erfahren polykristalline Metalle plastische Deformationen. In solch mikrostrukturell heterogenen Materialien können die aufgebrachten großen Verformungen durch sich entwickelnde Mikrorisse und -poren mikrostrukturelle Schädigunsmechanismen auslösen. Solche Vorgänge äußern sich auf der Makroskala in lokalisierten plastischen Verformungen, die duktiles Versagen einleiten. Um duktile Schädigung abzubilden, existieren bereits viele phänomenologische Materialmodelle. Aller-dings bedarf es Multiskalenmodelle, um die zugrundeliegenden Eigenschaften und Schädigungsvor-gänge flexibel abbilden zu können. Erste numerische Multiskalenarbeiten beschränken sich auf sprö-de Schädigung. Darum ist es das Ziel dieses Projektes, eine numerische Multiskalenumgebung für durch duktile Schädigung der Mikrostruktur verursachtes lokalisiertes Versagen bereitzustellen.Das Projekt beginnt mit der Materialmodellierung von Mehrfeld-Gradienteninelastizität für die Me-soskala. Für ein solches Materialmodell wird die numerische Homogenisierung der Mesostruktur auf die zusätzlichen Freiheitgsgrade angepasst und eine konsistente Makro-Linearisierung durchgeführt. Am Ende steht die Abbildung lokalisierten Versagens über eine numerische Interfacehomogenisierung für die zugrundeliegende Mikrostruktur mit duktiler Schädigung. Die zu entwickelnde vielseitige nume-rische Formulierung für die Multiskalenmodellierung duktiler Schädigung in heterogenen Materialien bildet Größeneffekte ab und kann auf viele weitere komplexe, physikalische Modelle für inelastische Mikrostrukturen angewandt werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Ehemalige Antragstellerin: Dr.-Ing. Britta Hirschberger, until 11/2012