Parameteridentifikation thermomechanisch gekoppelter, duktiler Schädigungsmodelle – Methodenentwicklung, Modellierung und Anwendung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Lars Rose
• Fachliche Zuordnung: Mechanik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 570999404

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines einheitlichen Vorgehens zur Identifikation von Materialparametern thermo-mechanisch gekoppelter Schädigungsmodelle unter Berücksichtigung der entsprechenden Temperaturentwicklung und der Beantwortung damit zusammenhängender, die Modellierung und Parameteridentifikation betreffender Forschungs-Fragen. Als Werkstoffe wurden die Aluminiumlegierung AW6082, sowie die Stahllegierung EN 1.4301 gewählt. Diese Legierungen finden Anwendung in diversen Industriezweigen, sind leicht verfügbar und ihre Grundverhalten können durch klassische Materialmodelle gut beschrieben werden. Forschungs-Frage 1: Wie können gängige Schädigungsmodelle unter Beachtung der Dissipation sinnvoll thermisch erweitert werden und welchen Einfluss haben verschiedene Modellierungsansätze auf die Anwendbarkeit bei den betrachteten Werkstoffen? Forschungs-Frage 2: Wie können die Parameter eines thermo-mechanisch gekoppelten Modelles auch bei größeren Temperaturintervallen unter Beachtung der vollständigen Kopplung identifiziert werden und welche Art von Experiment bzw. Experimentaldaten sind mindestens für eine sinnvolle Lösung des inversen Problems erforderlich? Forschungs-Frage 3: Welchen Einfluss haben Regularisierungsparameter auf die Identifikation sowie auf die Validierung und Übertragbarkeit von Parametersätzen? Um diese Fragen zu beantworten, sollen dabei folgende Projekt-Ziele erreicht werden: Projekt-Ziel 1: Aufstellen zweier thermo-mechanisch gekoppelter Schädigungsmodelle nach Lematire und nach Gurson und Erweitern der Modelle um thermodynamisch konsistente Parameter, welche eine Skalierung der Dissipation erlauben. Projekt-Ziel 2: Vergleich der verschiedenen Modellvorhersagen mit einer Aluminiumlegierung (AW6082) und einer Stahllegierung (EN 1.4301). Projekt-Ziel 3: Entwicklung eines Vorgehens zur Identifikation von temperatur- und verschiebungsbezogenen Parametern bei höheren Temperaturintervallen. Projekt-Ziel 4: Anwenden und Verifizieren des entwickelten Vorgehens bei Experimenten mit einer Aluminiumlegierung (AW6082) und kleineren Temperaturintervallen. Projekt-Ziel 5: Anwenden und Validieren des entwickelten Vorgehens bei Experimenten mit einer Stahllegierung (EN 1.4301) und größeren Temperaturintervallen. Projekt-Ziel 6: Analyse des Einflusses der Regularisierungsparameter, sowie der Übertragbarkeit von identifizierten Modellparametern bei verschiedenen Regularisierungsparametern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen