Simulation der Schädigungsevolution in polykristallinen Werkstoffen auf der Grundlage von Modellen der Meso- und Mikroskala

基于细观和微观模型的多晶材料损伤演化模拟

• 批准号: 31784673
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Carsten Könke
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Strukturmechanik (ISM)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2005-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/31784673?language=en
• 关键词: Simulation; der; Sch; digungsevolution; polykristallinen

Im Ingenieurwesen werden Lebensdaueranalysen von Tragstrukturen bisher überwiegend durch numerische Simulationen des Schädigungsverhaltens auf der Bauteilebene (10-1m ¿ 10-3m) unter Anwendung phänomenologischer Modelle der Bruchmechanik durchgeführt. Basierend auf der Definition einer makroskopisch großen Anfangsschädigung sind diese Modelle jedoch nicht in der Lage, die für die Lebensdauer einer Struktur wichtige Phase der Rissinitiierung abzubilden. Rissbeginn und Risswachstum bei unterschiedlichen Beanspruchungen können ohne Erfassung der stark lokalisierten Schädigungsphänomene der Mikrostruktur nicht vorhergesagt werden.Mit dem aktuell beantragten Vorhaben soll ein wichtiger erster Schritt zur Entwicklung eines 3D-Multiskalenmodells erfolgen, welches das Schädigungsverhalten polykristalliner Werkstoffe auf der Makroebene auf wenige klar definierte Vorgänge im Kristallgitter zurückführt. Dazu ist ein Vorgehen in mehreren Schritten geplant:Beschreibung der interkristallinen Bruchvorgänge auf der Mikroebene (10-6m - 10-10m) durch ein 3D Atom-Kontinuumsmodell für konstante Temperaturen T ¿¿0 K , das auf der Grundlage der Quasicontinuumstheorie von Tadmor [1] entwickelt und unter Nutzung von Parallelisierungstechniken umgesetzt wird. Die in technischen Materialien vorliegenden Störungen der Materialstruktur sollen mittels stochastischer Verfahren berücksichtigt werden. Ziel dieses Schrittes ist die realistische Simulation der Mikrorissentstehung entlang der Korngrenzen in polykristallinen Mikrostrukturen.Entwicklung von Homogenisierungsmethoden, mit denen aus den Simulationen am 3D Atom-Kontinuumsmodell die effektiven Materialparameter für ein Coupled Cohesive Zone Model (CCZM) ermittelt werden, welches dann, in dem bereits am ISM entwickelten Kornmodell der Mesoebene (10-3m - 10-6m), das Lösen der Kontakte entlang der Korngrenzen in einem polykristallinen Material beschreibt.Entwicklung eines Materialmodells für die Makroskala, bei dem ein anisotroper Schädigungstensor das makroskopische Schädigungsverhalten derartiger Materialien beschreibt. Die Evolutionsgleichungen des Schädigungstensors sollen aus Simulationen des im Punkt 2 aufgestellten Mesoskalenmodells an repräsentativen Volumenkörpern gewonnen werden.In der ersten Phase des Projekts (3 Jahre), die hier beantragt wird, sollen die Schritte 1. (ohne Störungen der Materialstruktur) und 2. realisiert werden. Es ist derzeit von den Antragstellern geplant, am Ende der ersten Phase in einem weiteren Antrag die Erweiterung des 1. Schrittes um Störungen der Materialstruktur sowie die Umsetzung des 3. Schritts bei der DFG zu beantragen.

我是工程师对 Tragstrukturen 的生命分析进行了数值模拟，以 Bruchmechanik 的 Anwendung phänomenologischer Modelle der Bauteilebene (10-1m ¿ 10-3m) 进行模拟。从定义上看，大的Anfangsschädigung模型是不存在的，是生命的本质，是结构的阶段。 Rissbeginn und Risswachstum bei unterschiedlichen Beanspruchungen können ohne Erfassung der stark lokalisierten Schädigungsphänomene der Mikrostruktur nicht vorhergesagt werden.Mit dem aktuell beantragten Vorhaben soll ein wichtiger erster Schritt zur恩特维克隆 该 3D 多重模型是由多晶材料制造厂和 Makroebene 制造的，它定义了 Vorgänge 在 Kristallgitter zurückführt 中的定义。 Dazu ist ein Vorgehen in mehreren Schritten geplant:Beschreibung der interkristallinen Bruchvorgänge auf der Mikroebene (10-6m - 10-10m) durch ein 3D Atom-Kontinuumsmodell für konstanteTemperen T ¿¿0 K , das auf der Grundlage der Tadmor 的准连续理论 [1] 是关于并行化技术的研究。死在技术材料的结构中，材料结构中的材料结构是随机的。 Ziel dieses Schrittes ist die realistische Molding der Mikrorissentstehung entlang der Korngrenzen in Polykristallinen Mikrostrukturen.Entwicklung von Homogenisierungsmethoden, mit denen aus den Simulationen am 3D Atom-Kontinuumsmodell die effektiven Materialparameter for ein 耦合粘性区域模型 (CCZM) ermittelt werden、welches dann、in dem bereits am ISM entwickelten Kornmodell der Mesoebene (10-3m - 10-6m)、das Lösen der Kontakte entlang der Korngrenzen in einem polykristallinen Material beschreibt.Entwicklung eines Materialmodells 对于 Makroskala，它是由各向异性 Schädigungstensor das makroskopische Schädigungsverhalten derartiger Materialien beschreibt 提供的。 Die Evolutionsgleichungen des Schädigungstensors sollen aus Simulationen des im Punkt 2 aufgestellten Mesoskalenmodells an repräsentativen Volumenkörpern gewonnen werden.In der ersten Phase des Projekts (3 Jahre), die hier beantragt wird, sollen die Schritte 1. (ohne Störungen)德 Materialsstruktur) 和 2. realisiert werden。 Es ist derzeit von den Antragstellern geplant, am Ende der ersten Phase in einem weiteren Antrag die Erweiterung des 1. Schrittes um Störungen der Materialstruktur sowie die Umsetzung des 3. Schritts bei der DFG zu beantragen。