Methoden und Algorithmen zur Kontaktmechanik.

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Hesch
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 256447575

Die Kontaktmechanik hat in den vergangenen Dekaden eine zunehmende Bedeutung in der Simulationstechnik erlangt, da sie in einer Vielzahl industrieller Applikationen vorkommt. Seit Beginn dieses Jahrhunderts fokussiert sich die Forschung zunehmend auf variationell konsistente Formulierungen in Raum und Zeit. Das zentrale Ziel dieses Forschungsprojektes besteht darin, einen allgemein gültigen Rahmen für konsistente Kontaktformulierungen zu schaffen, in dem die folgenden Eigenschaften der Kontaktfläche berücksichtigt werden: Die Oberflächen unterliegen finiten Deformationen, anisotrope Effekte des Coulombschen Reibungsmodells sowie adhäsive Effekte in Normalen Richtung. Die Formulierung soll so allgemein gehalten werden, dass sie weitestgehend unabhängig von der gewählten Diskretisierung der Oberfläche bestand hat. Hierbei sollen sowohl Lagrange Netze, als auch im Rahmen isogeometrischer Beschreibungen (Isogeometric Analysis, IGA) NURBS sowie T-Splines Verwendung finden. Des Weiteren ist geplant, eine potentiell mögliche Rissbildung in der Umgebung der Kontaktstelle aufgrund von resultierenden Spannungsspitzen mit modernen Phasenfeldmethoden zu modellieren. Verschiedene Systeme erzwingen die Verwendung impliziter Integratoren. In einem letzten Schritt soll hierfür eine strukturerhaltende Zeitintegration eine numerisch stabile Umgebung schaffen.Zusammengefasst ermöglicht das Projekt die Entwicklung eines vollständigen, modernen und effizienten Kontaktmodells, dass an nahezu alle denkbaren Situationen angepasst werden kann. Aufgrund der vorhandenen Vorarbeiten insbesondere aus dem Vorgängerprojekt können die Ziele mit einem relativ geringen Ressourceneinsatz innerhalb einer einzelnen Förderperiode erreicht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Peter Betsch