A multi-phase-field simulation approach incorporating finite, elasto-plastic deformations

  • Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung eines Phasenfeldmodells mit gekoppeltem elasto-plastischem Model vorgestellt. Dessen Besonderheit ist es, dass im Gegensatz zu vielen der bisher veröffentlichten Ansätze die nichtlineare Kinematik und Spannungsentwicklung bei großen Deformationen berücksichtigt wird. Insbesondere bei der Simulation dynamischer Rekristallisation ist dies von Bedeutung. Da auf betrachteter Längenskala plastische Deformationen inhärent anisotrop sind, wird ein Kristallplastizitätsmodell verwendet. Dessen Implementierung in die Open-Source-Bibliothek OpenPhase wird gegen einen kommerziellen Finite-Elemente-Löser validiert und zeigt exzellente Vergleichbarkeit. Anschließend wird dynamische Rekristallisation simuliert. Das Modell zeigt seine Fähigkeit den Prozess abzubilden, die Bedeutung der korrekten Berücksichtigung finiter Deformationen sowie die Vorhersage der Temperatur- und Dehnratenabhängigkeit der makroskopischen Spannungs-Dehnungskurven.

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Metadaten
Author:Philipp Simon EngelsGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-48784
Referee:Alexander HartmaierORCiDGND, Ingo SteinbachORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2016/06/01
Date of first Publication:2016/06/01
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2016/04/26
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
Tag:Kristall; Simulation
GND-Keyword:Werkstoff; Phasenfeldmodell; Kontinuumsmechanik; Plastizität; Rekristallisation
Institutes/Facilities:Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation (ICAMS)
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht