Identifikation elastoplastischer und schädigungsmechanischer Materialparameter anhand gemessener Verformungsfelder

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Mit der modernen Schädigungsmechanik verfolgt man das ehrgeizige Ziel, im Rahmen einer Kontinuumstheorie sowohl die klassischen nichtlinearen Deformationsprozesse als auch die Schädigungsmechanismen (z.B. in duktilen Werkstoffen) bis hin zum Bruchversagen zu beschreiben. Die strenge Realisierung dieses Vorhabens stößt jedoch zur Zeit noch auf erhebliche Schwierigkeiten, die einerseits die mathematisch-numerischen Lösungen der entsprechenden Randwertaufgaben betreffen und andererseits mit der Bestimmung der entsprechenden Materialparameter verbunden sind. Im vorliegenden Projekt wird eine Methode entwickelt, die aus der Messung inhomogener Verschiebungsfelder direkt an Kerben und Rissen sowohl elastisch-plastische als auch schädigungsmechanische Werkstoffparameter des Gurson-Tvergaard-Needleman-Modells (GTN-Modell) ermittelt. Die Parameteridentifikation erfolgt iterativ durch mehrfache numerische Simulation des Deformations- und Schädigungsverhaltens der Prüfkörper. Die Verschiebungsmeßwerte sind Eingangsdaten für die inverse Aufgabenstellung, die mittels nichtlinearer Optimierung gelöst wird. Auf der Grundlage der identifizierten Materialparameter können dann Festigkeit und Versagen verschiedenster Konstruktionselemente quantitativ vorhergesagt und optimiert werden.