Variational-based finite element simulation of fiber-reinforced materials with fiber bending stiffness inmoving thermodynamical systems.

移动热力学系统中具有纤维弯曲刚度的纤维增强材料的基于变分的有限元模拟。

基本信息

项目摘要

In scientific research and material science, computational simulations are more and more used for reducing costly and time consuming experimental investigations. Especially in the case of composite materials, computational simulations provide the possibility to determine appropriate composites numerically first, before these composite materials are produced physically. In this way, many work hours and financial expense can be saved in the sample production, because the number of samples will be reduced. In order to determine appropriate composite materials by using the common finite element method, there is a need for an exact as possible modelling of the appearing stress states in the considered parts. In the case of the often appearing thin-walled composite structures, the exact description of the bending behaviour in a computational simulation is therefore necessary. Especially regarding dynamical loads, bending vibrations have to be predictable, in order to know the right surrounding space and the appropriate support of the composite parts. This requires to avoid locking effects in finite elements and the modelling of each material stiffness. Thus, in the case of fiber-reinforced polymers with a predominant portion of solid fibers, the computational modelling of a fiber bending stiffness is necessary. Especially for parts subject to dynamical loads, the modelling of an inertia influence by means of the fibers contributes to obtain meaningful computational results.The goal of the submitted research project is the modelling of fiber bending or finite fiber diameter, respectively, in the scope of thermodynamics, such that a dynamical simulation of the underlying material model is numerically exact, numerically stable and CPU-time efficient. This is provided by the energy-momentum consistent time integration algorithms to be developed in this research project, which are based on a locking-free space discretization and an automatic time-step size control.
在科学研究和材料科学中,计算模拟越来越多地用于减少昂贵和耗时的实验研究。特别是在复合材料的情况下,计算模拟提供了在物理生产这些复合材料之前首先通过数值确定合适的复合材料的可能性。通过这种方式,可以在样品生产中节省许多工时和财务费用,因为样品的数量将减少。为了确定适当的复合材料,通过使用普通的有限元方法,有必要为一个精确的尽可能出现在所考虑的部分的应力状态建模。在经常出现的薄壁复合材料结构的情况下,弯曲行为的准确描述,在计算模拟是必要的。特别是在动态载荷方面,弯曲振动必须是可预测的,以便了解正确的周围空间和复合材料部件的适当支撑。这需要避免有限元中的锁定效应和每种材料刚度的建模。因此,在纤维增强聚合物的固体纤维的主要部分的情况下,纤维弯曲刚度的计算建模是必要的。特别是对于承受动态载荷的部件,通过纤维对惯性影响的建模有助于获得有意义的计算结果。提交的研究项目的目标是在热力学范围内分别对纤维弯曲或有限纤维直径进行建模,以便对底层材料模型进行动态模拟,从而实现数值精确、数值稳定和CPU时间效率。这是由能量-动量一致的时间积分算法在本研究项目中开发,这是基于锁定自由空间离散化和自动时间步长控制。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr.-Ing. Michael Groß其他文献

Professor Dr.-Ing. Michael Groß的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Michael Groß', 18)}}的其他基金

Physically consistent simulation of thermodynamics of fiber-reinforced plastics
纤维增强塑料热力学的物理一致模拟
  • 批准号:
    317335337
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Structure-preserving time integrators for thermodynamics of nonlinear continua.
用于非线性连续体热力学的结构保持时间积分器。
  • 批准号:
    184296245
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Stabile Zeitintegratoren für die nichtlineare Thermoviskoelastodynamik
用于非线性热粘弹动力学的稳定时间积分器
  • 批准号:
    34732583
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
A structure-preserving immersed finite element method for the dynamics of multiphase continua with thermomechanical coupling
热力耦合多相连续体动力学的保结构浸入式有限元方法
  • 批准号:
    498565485
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants
Variational modelling and simulation of thermo-optochemo-dynamical coupling in liquid crystalline elastomers
液晶弹性体热光化学动力学耦合的变分建模与模拟
  • 批准号:
    463546105
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grants

相似国自然基金

Data-driven Recommendation System Construction of an Online Medical Platform Based on the Fusion of Information
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国青年学者研究基金项目
Exploring the Intrinsic Mechanisms of CEO Turnover and Market Reaction: An Explanation Based on Information Asymmetry
  • 批准号:
    W2433169
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    万元
  • 项目类别:
    外国学者研究基金项目
含Re、Ru先进镍基单晶高温合金中TCP相成核—生长机理的原位动态研究
  • 批准号:
    52301178
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
NbZrTi基多主元合金中化学不均匀性对辐照行为的影响研究
  • 批准号:
    12305290
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
眼表菌群影响糖尿病患者干眼发生的人群流行病学研究
  • 批准号:
    82371110
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
镍基UNS N10003合金辐照位错环演化机制及其对力学性能的影响研究
  • 批准号:
    12375280
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CuAgSe基热电材料的结构特性与构效关系研究
  • 批准号:
    22375214
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于大数据定量研究城市化对中国季节性流感传播的影响及其机理
  • 批准号:
    82003509
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Performance maximization of finite-time and repetitive movement based on data driven controller design approaches
基于数据驱动控制器设计方法的有限时间和重复运动的性能最大化
  • 批准号:
    23K03909
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of High-Performance Finite-Difference Based Computational Models for Electromagnetic Field Assessment
开发基于有限差分的高性能电磁场评估计算模型
  • 批准号:
    568474-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Imaging-based biomechanical assessment of abdominal aortic aneurysms for improved progression risk prediction
基于成像的腹主动脉瘤生物力学评估,以改善进展风险预测
  • 批准号:
    10481360
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Medical Device Design and Innovation; Orthopaedic Implant Failure Analysis and Redesign
医疗器械设计与创新;
  • 批准号:
    10409163
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Likelihood-based Tests for the Number of Components/Regimes in Finite Mixture and Markov Regime Switching Models
有限混合和马尔可夫政权切换模型中组件/政权数量的基于似然的检验
  • 批准号:
    RGPIN-2019-04047
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Evaluation of component-based finite element method in connection design
连接设计中基于组件的有限元方法的评估
  • 批准号:
    573136-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
Control Theory and Algorithm Design for Nonlinear Systems Based on Finite Dimensionality of Holonomic Functions
基于完整函数有限维的非线性系统控制理论与算法设计
  • 批准号:
    22K17855
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Medical Device Design and Innovation; Orthopaedic Implant Failure Analysis and Redesign
医疗器械设计与创新;
  • 批准号:
    10614004
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Data-Driven Automation of Patient-Specific Finite Element Modeling for TAVR
TAVR 患者特定有限元建模的数据驱动自动化
  • 批准号:
    10386122
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Statistical methodology for rank based sampling design and finite mixture models
基于等级的抽样设计和有限混合模型的统计方法
  • 批准号:
    RGPIN-2020-06696
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了