Die numerische Simulation von Verformungsvorgängen mittels der Finite-Elemente-Methode wird zur
Lösung ingenieurtechnischer Probleme in wachsendem Maße eingesetzt und stellt ein erprobtes,
leistungsfähiges Werkzeug für die Berechnung von Bauteilen bzw. -gruppen dar. Für eine wirklich-
keitsnahe Vorhersage des Werkstoffverhaltens ist es dabei erforderlich, in die Berechnungsprogramme
Materialmodelle zu implementieren, welche die realen Bauteileigenschaften richtig charakterisieren.
In der vorliegenden Arbeit wird ein Materialmodell zur phänomenologischen Beschreibung anisotropen
Verfestigungsverhaltens bei großen elastisch-plastischen Verzerrungen unter Nutzung eines Substruk-
turkonzeptes entwickelt.
Für allgemeine krummlinige Koordinatensysteme wird eine materielle Formulierung des Deformationsge-
setzes als ein Algebro-Differenzialgleichungssystem vorgestellt. Es enthält neben dem hyperelastischen
Teildeformationsgesetz die Evolutionsgleichungen für innere Variablen und die Fließbedingung. Seine
thermodynamische Konsistenz wird nachgewiesen.
Basierend auf einer zweckmäßigen Zeitdiskretisierung dieses Systems wird der vollständige Algorithmus
zur numerischen Lösung des Anfangswertproblems entwickelt. Seine erfolgreiche Implementierung in
das experimentelle Finite-Elemente-Programm SPC-PMHP der TU Chemnitz wird an ausgewählten
Berechnungsbeispielen demonstriert. / The finite element method represents a powerful tool for the numerical simulation of deformation
processes in components and structures. To realize a reliable prediction of the material behaviour the
implementation of suitable material models into the FE-code is necessary.
In the present thesis a material model for a phenomenological description of the anisotropic hardening
behaviour in the case of finite elasto-plastic deformations based on a substructure approach is
developed.
The material model is formulated in terms of a system of differential and algebraic equations
(DAE) with respect to the reference configuration. This DAE contains the hyperelastic material model,
the evolutional equations for internal variables as well as the yield condition. Its thermodynamic
consistency is proven.
Based on a suitable time discretization of the DAE a numerical algorithm for solving the initial value
problem is presented. Its succesful implementation into the experimental FE-code SPC-PMHP developed
at the Chemnitz University of Technology is demonstrated on selected examples.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa.de:swb:ch1-200100959 |
| Date | 12 November 2001 |
| Creators | Bucher, Anke |
| Contributors | TU Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik |
| Publisher | Universitätsbibliothek Chemnitz |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf, application/postscript, text/plain, application/zip |
| Source | Bericht ; 4/2001 |
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