Diese Arbeit liefert ein dreidimensionales numerisches Homogenisierungskonzept, welches beim Übergang von der Mikro- zur Makroskala einen Wechsel in der Kontinuumsbeschreibung beinhaltet. Während für die Beschreibung der Makroskala das verallgemeinerte Cosserat-Kontinuum verwendet wird, basiert die Mikroskala auf der klassischen Cauchy-Theorie. Um das homogene Cosserat-Ersatzmaterial im Rahmen numerischer Simulationen nutzen zu können, erfolgt die Implementierung geeigneter Finiter Elemente in das Programmsystem Abaqus und deren Verifikation. Neben der Diskussion der bei der Homogenisierung beobachteten Effekte werden anhand eines idealisierten Modells eines biaxialverstärkten Mehrlagengestrickes die Vorteile gegenüber der klassischen Herangehensweise aufgezeigt. / This contribution provides a threedimensional homogenization approach which includes the switch of the continuum theory during the scale transition. Whereas the microscopic scale is described in the framework of the classical Cauchy theory, the macroscopic scale is based on the generalized Cosserat continuum. In order to use the obtained homogeneous Cosserat material, suitable finite elements are implemented in the commercial program system Abaqus followed by an appropriate verification. Beside the discussion of the arising effects the advantages of this approach compared to the classical procedure are shown by means of an idealized model of a biaxial woven fabric.

Diese Arbeit liefert ein dreidimensionales numerisches Homogenisierungskonzept, welches beim Übergang von der Mikro- zur Makroskala einen Wechsel in der Kontinuumsbeschreibung beinhaltet. Während für die Beschreibung der Makroskala das verallgemeinerte Cosserat-Kontinuum verwendet wird, basiert die Mikroskala auf der klassischen Cauchy-Theorie. Um das homogene Cosserat-Ersatzmaterial im Rahmen numerischer Simulationen nutzen zu können, erfolgt die Implementierung geeigneter Finiter Elemente in das Programmsystem Abaqus und deren Verifikation. Neben der Diskussion der bei der Homogenisierung beobachteten Effekte werden anhand eines idealisierten Modells eines biaxialverstärkten Mehrlagengestrickes die Vorteile gegenüber der klassischen Herangehensweise aufgezeigt. / This contribution provides a threedimensional homogenization approach which includes the switch of the continuum theory during the scale transition. Whereas the microscopic scale is described in the framework of the classical Cauchy theory, the macroscopic scale is based on the generalized Cosserat continuum. In order to use the obtained homogeneous Cosserat material, suitable finite elements are implemented in the commercial program system Abaqus followed by an appropriate verification. Beside the discussion of the arising effects the advantages of this approach compared to the classical procedure are shown by means of an idealized model of a biaxial woven fabric.