Variations-basierte Finite-Elemente-Simulation von Faserverbundwerkstoffen mit biegesteifen Fasern in bewegten thermodynamischen Systemen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt wurde eine neue Finite-Elemente-Formulierung entwickelt deren gemischte Felder ein physikalisches Ziel haben und nicht nur einem numerischen Zweck dienen. Dadurch konnten Kontinuumspunktrotationen und -verschiebungen unabhängig voneinander beschrieben werden. Dies erlaubte einem Kontinuumlinienelement eine Biege- und Torsionssteifigkeit zuzuordnen. Für die praktische Anwendung ermöglicht dies die Modellierung einer Biege- und Torsionssteifigkeit der Faserbündel von 3D-Faserverbundwerkstoffen. Für die Umsetzung einer zugehörigen Simulation waren viele numerische und analytische Forschungsarbeiten notwendig: Es wurden neue Kombinationen von Formfunktionen entwickelt, durch neue Zeitintegratoren simuliert, und anerkannte Materialgesetze mit Krümmungen und Verdrehungen von Linienelementen kombiniert.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A mixed B-bar formulation derived by a principle of virtual power for energy–momentum time integrations of fiber-reinforced continua. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 350, 595-640.
Groß, Michael; Dietzsch, Julian & Röbiger, Chris
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Non-isothermal energy–momentum time integrations with drilling degrees of freedom of composites with viscoelastic fiber bundles and curvature–twist stiffness. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 365, 112973.
Groß, Michael; Dietzsch, Julian & Röbiger, Chris
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Modeling of fiber‐bending stiffness in fiber‐reinforced composites with a dynamic mixed finite element method based on the principle of virtual power. PAMM, 21(1).
Kalaimani, Iniyan; Dietzsch, Julian & Groß, Michael
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Momentum conserving dynamic variational approach for the modeling of fiber-bending stiffness in fiber-reinforced composites, Proceeding of VI ECCOMAS Young Investigators Conference, Valencia, Spain, 07-09 July 2021
Kalaimani I.; Dietzsch J. & Groß M.
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An energy–momentum couple stress formula for variational-based macroscopic modelings of roving-matrix composites in dynamics. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 389, 114391.
Groß, Michael; Dietzsch, Julian & Kalaimani, Iniyan
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Energy-momentum conserving dynamic variational modeling of fiber-bending stiffness in composites. 8th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering. CIMNE.
Kalaimani, I.; Dietzsch, J. & Groß, M.
