Modelling and simulation of length-scale dependent plastic deformation based on the continuum theory of dislocations

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Die plastische Verformung kristalliner Stoffe auf der Mikro- und Nanoskala ist längenskalenabhängig. Nicht nur sind kleinere Volumen plastisch härter, sondern auch die verformungsinduzierten Mikrostrukturen besitzen charakteristische Längen in diesem Bereich. Das erste Phänomen wird zum einen im Rahmen der verallgemeinerten Kontinuumskristallplastizitätstheorien, zum anderen aber mit Hilfe der diskreten Versetzungsdynamik modelliert. Physikalisch sind die zwei Ansätze nicht vereinbar. Darüber hinaus gibt es keine allgemein anerkannte Theorie, die die Entstehung der verformungsinduzierten Mikrostrukturen erklärt. Das Ziel des Vorhabens ist es, einen kürzlich vorgeschlagenen, auf Kontinuumstheorie der Versetzungen basierenden Ansatz weiterzuentwickeln und diesen zur Modellierung sowohl der längenskalenabhängigen plastischen Verformung als auch der Entstehung der verformungsinduzierten Mikrostrukturen zu nutzen. Der Ansatz soll in eine numerische Berechnungsmethode umgesetzt und zur Simulation ausgenutzt werden. Die mathematische Struktur des vorgeschlagenen Ansatzes soll mit den verallgemeinerten Kontinuumstheorien verglichen werden.