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Mikrostrukturbasierte Simulation inhomogener Werkstoffe

Richter, Henning (2015) Mikrostrukturbasierte Simulation inhomogener Werkstoffe. Institutsseminar, 2015-05-04, DLR Köln, Deutschland.

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Kurzfassung

Technische Werkstoffe und natürliche Materialien weisen häufig eine mehrphasige, inhomogene Mikrostruktur auf. Die mechanischen Gesamteigenschaften solcher Werkstoffe und Materialien werden durch den Volumenanteil, die Form und Anordnung, sowie die charakteristischen Eigenschaften der einzelnen Phasen bestimmt. Das Verständnis des Zusammenhangs zwischen diesen mikrostrukturellen Parametern und den makroskopischen Gesamteigenschaften gewinnt für den effizienten Einsatz mehrphasiger Werkstoffe in lasttragenden Anwendungen zunehmend an Bedeutung: Eine möglichst genaue Beschreibung des Mikrostruktureinflusses ist Voraussetzung für das gezielte Einstellen von Werkstoffeigenschaften und das Erreichen von hohen Materialausnutzungsgraden. Neben werkstoffanalytischen Methoden und werkstoffmechanischen Prüfverfahren können numerische Berechnungsansätze dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen der Mikrostruktur und den mechanischen Gesamteigenschaften eines Werkstoffs oder Materials besser zu verstehen und zu beschreiben. Mittels simulierter mechanischer Tests an „virtuellen“ Proben im Rechner lassen sich die Einflüsse von Mikrostrukturveränderungen unmittelbar nachvollziehen. Dadurch können die zu erwartenden Werkstoffeigenschaften abgeschätzt, die Probenanzahl reduziert und die Ergebnisse realer Versuche interpretiert werden. Im Seminarvortrag werden die Grundlagen der numerischen Simulation von Werkstoffen und Materialien mit inhomogener Mikrostruktur umrissen. Der Fokus liegt auf der Bestimmung von effektiven Materialkennwerten durch Homogenisierung von diskreten Mikrostrukturmodellen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM). Dabei wird insbesondere auf die Wahl der richtigen Modellgröße und von geeigneten Randbedingungen eingegangen. Die praktische Anwendbarkeit mikrostruktur-basierter FEM-Simulationen wird anhand verschiedener Fallbeispiele erläutert und diskutiert.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/96803/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Mikrostrukturbasierte Simulation inhomogener Werkstoffe
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Richter, Henninghenning.richter (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5230-6293NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 Mai 2015
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Numerische Simulation, Finite-Elemente-Methode, Homogenisierung, repräsentatives Volumenelement, periodische Randbedingungen
Veranstaltungstitel:Institutsseminar
Veranstaltungsort:DLR Köln, Deutschland
Veranstaltungsart:Andere
Veranstaltungsdatum:4 Mai 2015
Veranstalter :Institut für Werkstoff-Forschung
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Antriebssysteme
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L ER - Engine Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Experimentelle und numerische Methoden
Hinterlegt von: Richter, Henning
Hinterlegt am:06 Jul 2015 09:14
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:02

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