Modellierung und Numerik von Schneid- und Reißvorgängen duktiler Materialien

在该工程中，采用有限元法模拟韦尔登的方法，通过对材料的零误差补偿，使材料的应力和应变得到有效的补偿，从而使数值计算结果得到韦尔登。从连续力学模型和算法的基本原理出发，可以看出，最佳的应力应变模型是由Schneid-和Reißvorgängen组成的，它比一般的变形模型更适合于局部非弹性变形，并且在材料的描述中有更好的应力应变分布。连续动力学建模和数值模拟解决方案还有待改进。本文介绍了一种在有限元分析中，利用有限元分析的方法，对一种几何连续体进行连续变形和非弹性变形的方法，并在此基础上，提出了一种新的有限元分析方法。根据Wüstenberg教授的Teilprojekt 2和Weichert教授的Teilprojekt 3的实验数据，可以进行数值计算，也可以进行Schneiden和Reißen验证和韦尔登过程中的参数研究。这一过程可以通过数值模拟的方法来完成，数值模拟的方法主要是通过对材料参数的研究来完成，并在实验室中对材料参数进行优化，从而得到韦尔登过程中的应力分布。

In diesem Teilprojekt soll eine numerische Strategie entwickelt werden, mit der Zerkleinerungsvorgänge duktiler Materialien mittels Schneiden und Reißen zuverlässig und effizient im Rahmen der FE-Methode simuliert werden können. Vom Gesichtspunkt der kontinuumsmechanischen Modellierung und algorithmischen Umsetzung bestehen die Schwierigkeiten darin, daß mit Schneid- und Reißvorgängen hohe bis sehr hohe Deformationsgeschwindigkeiten, lokal sehr großen inelastischen Verzerrungen und schließlich diskrete Trennvorgänge in dem Material verbunden sind. Die kontinuumsmechanische Modellierung und numerische Simulation solcher Prozesse ist noch wenig entwickelt. Das Novum des hier beantragten Projektes ist daher zum einen die Verwendung einer geometrisch exakten Kontinuumsbeschreibung endlicher und geschwindigkeitsabhängiger inelastischer Deformationsvorgänge mit Schädigung und zum anderen die integrale algorithmische Umsetzung des diskreten makroskopischen Trennvorganges in eine durchgehende FE-Strategie. Basierend auf experimentellen Daten insbesondere von Teilprojekt 2 (Prof. Wüstenberg) und Teilprojekt 3 (Prof. Weichert) soll dann das entwickelte numerische Vorgehen anhand von qualitativ verschiedenen Versuchen zum Schneiden und Reißen verifiziert und Parameterstudien durchgeführt werden. Zusammenfassend wird erwartet, daß mit der numerischen Simulation von Schneid- und Reißvorgängen duktiler Materialien Parameterstudien schnell und kostengünstig im Vorfeld zu aufwendigen experimentellen Versuchsreihen durchgeführt werden können.