Browsing by Author "Neukamm, Frieder"

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    Lokalisierung und Versagen von Blechstrukturen
    (Stuttgart : Institut für Baustatik und Baudynamik, Universität Stuttgart, 2018) Neukamm, Frieder; Bischoff, Manfred (Prof. Dr.-Ing. habil.)
    Diese Arbeit befasst sich mit der Simulation von Blechstrukturen unter Verwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM). Schwerpunkt ist die Vorhersage von lokalisierter Deformation und Versagen, für welche Verbesserungen und neue Ansätze vorgeschlagen werden. Die betrachteten Blechstrukturen werden üblicherweise in mehreren Prozessschritten hergestellt, beginnend mit einem Umformvorgang. Dabei können sich lokal die Eigenschaften der Blechteile verändern, was das Verhalten unter einer nachfolgenden Crashbelastung wesentlich beeinflussen kann. Zur Steigerung der Prognosegüte wird deswegen eine durchgängige Modellierung der Prozesskette mit Hilfe eines modular verwendbaren Versagensmodells eingeführt. Als Kern dieser Arbeit wird das phänomenologische Schädigungs- und Versagensmodell GISSMO (Generalized Incremental Stress-State dependent damage MOdel) entwickelt. Wesentlicher Bestandteil ist eine Evolutionsgleichung, die den Zuwachs der Schädigung in Abhängigkeit vom Deformationszustand und der aktuellen Schädigung beschreibt. Mit Hilfe eines zusätzlichen Exponenten kann die Evolution nichtlinear gestaltet werden, um die erwarteten Vorgänge im Material besser abbilden zu können. In den betrachteten Simulationen beginnt mit dem Auftreten von lokalisierter Deformation eine unphysikalische Abhängigkeit der Ergebnisse von der Netzgröße. Deswegen ist die Prognose des Lokalisierungsbeginns notwendig, um Regularisierungsmaßnahmen einzuleiten. Dazu werden zwei Methoden entwickelt: Mit Hilfe einer inkrementellen Formulierung wird das Lokalisierungsrisiko abhängig vom durchlaufenen Deformationspfad summiert. Alternativ wird der Zwei-Parameter-Ansatz (Forming Limit Surface FLS) vorgestellt, bei dem der Zustand durch die relative Blechdicke und die plastische Dehnung charakterisiert wird.