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Zweiskalensimulation von Schädigungsprozessen in Faserverbundstrukturen auf Basis mikromechanischer Konstitutivmodelle für die FE-Analyse


Project Details
Project duration: 07/200601/2009


Abstract
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die realitätsnahe Berechnung von Strukturen aus Verbundwerkstoffen im prä- und postkritischen Versagensbereich. Zentraler Arbeitspunkt ist die simultane Modellierung des Bauteils und des heterogenen Mateials auf untershiedlichen Größenskalen. Die Grundlage der Materialmodellierung der auf Mikroebene heterogenen Werkstoffe ist die Methode der Zellen, die die konstitutive Gleichung zur Beschreibung des Materialverhaltens im Rahmen der strukturmechanischen Bauteilanalyse mittels der finiten Elementanalyse liefern soll. Die Auslegung von Faserverbundbauteilen hinsichtlich des Ausfalls durch Versagen ist letztendlich ein Modellierungs- und Simulationsproblem auf mehreren Skalen, da die Veränderungen im Werkstoff infolge mechanischer Belastung in Prozesszonen mit einer Größenordnung von Mikro- und Nanometern stattfinden. Als Folge der Ausbreitung der inelastischen Materialvorgänge im heterogenen Verbundwerkstoff kann auf der Makroebene das globale Strukturversagen großer Bauteilgruppen eingeleitet werden. Beide Phänomene sollen simultan im Berechnungsmodell erfasst werden, da sie miteinander in enger Wechselwirkung stehen. Die gleichzeitige Berechnung von gekoppelten Prozessen in Gebieten verschiedener Größenordnung ist eine neue Herausforderung für die Computer unterstützte Mechanik.


Publications

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