Finite-Elemente-Methode (FEM) Berechnung der Rissausbreitung mittels Phasenfeldmethode [German]

By Maximilian Scheid

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2014 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Allgemeines, Note: 1,0, Universit t Siegen (Lehrstuhl f r Festk rpermechanik), Sprache: Deutsch, Abstract: In den Ingenieurswissenschaften spielt Bauteilversagen durch Rissausbreitung eine wichtige Rolle. In der letzten Zeit bekommen Risssimulationen im Rahmen der linear-elastischen Bruchmechanik mit Hilfe der Phasenfeldmethode zunehmend Aufmerksamkeit. In der vorliegenden Arbeit wird hierzu die Variationsgleichung f r spr de, quasi-statische Rissausbreitung nach BOURDIN mittels Finite Elementen Methoden umgesetzt. Die Phasenfeldmethode zeichnet sich durch einen weichen bergang zwischen zwei Zust nden aus. Im Fall einer Risssimulation k nnen so Grenzfl chen zwischen gesch digtem und ungesch digten Material auf einfache Art und Weise numerisch abgebildet werden. Andere Verfahren zur Repr sentation von Rissgeometrien modifizieren iterativ das zugrundeliegende FE-Netz. Alle diese Methoden bergen einen hohen, numerischen Aufwand in der automatisierten Neuvernetzung (engl. remeshing) des zu untersuchenden Gebietes. Anders verh lt es sich dagegen mit der Phasenfeldmethode, die neben dem klassischen 2D- oder 3D-Verschiebungsfeld ein zweites Skalarfeld einf hrt. F r jeden diskreten Punkt im Raum oder in der Ebene existiert ein Schadensparameter, der getrennt von der Verschiebungsberechnung ermittelt werden kann. Somit ist eine einfache Umsetzung der Risssimulation gew hrleistet. In dieser Arbeit soll untersucht werden, inwiefern und unter welchen Bedingungen sich die Phasenfeldmethode eignet, qualitativ richtige Rissverl ufe zu simulieren. Ein besonderes Augenmerk gilt den Simulationsparametern, welche die Austauschbeziehung zwischen Genauigkeit und Geschwindigkeit beeinflussen. Abgerundet wird die Arbeit von einer ausf hrlichen Evaluation von Benchmark-Simulationen der verschiedenen Riss ffnungsmoden und der Angabe einiger MATLAB Codes.

• Format: Paperback
• Language: German
• ISBN: 3656964467
• ISBN13: 9783656964469
• Release Date: May 2015
• Publisher: Grin Verlag
• Length: 182 Pages
• Weight: 0.54 lbs.
• Dimensions: 0.4" x 5.8" x 8.3"