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Numerische Risswachstumssimulationen

Das Ausbreitungsverhalten von Ermüdungsrissen ist in vielen Fällen für Bauteile und technische Strukturen lebensdauerbestimmend. Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass zur Vermeidung von Schadensfällen bzw. zur Bestimmung der Restlebensdauer bis zur instabilen Rissausbreitung bzw. bis zum Bruch des rissbehafteten Bauteils zuverlässige Simulationsmethoden von entscheidender Bedeutung sind. Daher wird die Entwicklung von Programmen zur numerischen Simulation von Risswachstumsvorgängen insbesondere unter Ermüdungsbelastung vorangetrieben.

FRANC/FAM ist ein Programm zur Simulation von Risswachstumsvorgängen in beliebigen zweidimensionalen Strukturen. Für Risswachstumssimulationen in dreidimensionalen Strukturen hat sich das von der Angewandten Mechanik entwickelte Programmsystem ADAPCRACK3D bewährt. Beide Programme basieren auf der Finite-Elemente-Methode und berücksichtigen technische und bruchmechanische Randbedingungen, um Ermüdungsrisswachstum in Bauteilen und Strukturen zu beschreiben bzw. vorherzusagen.

Bei der Entwicklung und Modifikation solcher Simulationsprogramme sind im Wesentlichen zwei Aufgabenstellungen zu betrachten. Zum einen ist es notwendig, geeignete Konzepte für die Berechnung von Risswachstum und -richtung zu konzipieren und zu implementieren. Zum anderen ist es erforderlich, eine geometrische Netzadaption (u.U. mit lokaler Netzgenerierung) für die notwendige Anpassung des Rissfortschritts an die lokalen Beanspruchungsgrößen im Rissnahfeld zu entwickeln.

Unsere Tätigkeitsschwerpunkte sind insbesondere:

  •  Entwicklung von Programmen zur Simulation von Rissausbreitungsvorgängen
  • Entwicklung bruchmechanischer Konzepte sowie ihre numerische Implementierung
  • Untersuchungen im Hinblick auf einen effizienten Einsatz von dreidimensionalen Rissausbreitungssimulationsprogrammen in Produktentwicklung und Bauteilbetrieb
  • Durchführung von Rissausbreitungssimulationen in zwei- und dreidimensionalen Bauteilen und Strukturen

 

Als Simulationsprogramme stehen uns zur Verfügung:

NASGRO

Entwicklung: NASA

Analytische Simulation des Risswachstums von bekannten Rissfällen

FRANC/FAM

Entwicklung: Cornell University, FAM 

Numerische Simulation der Rissinitiierung sowie des Risswachstums in ebenen Strukturen 

ADAPCRACK3D

Entwicklung: FAM 

Numerische Simulation von 3D-Rissausbreit- ungsvorgängen in beliebigen dreidimensionalen Strukturen

FRANC3D

Entwicklung: Cornell University 

Numerische Simulation von 3D-Rissausbreitungsvorgängen in dreidimensionalen Strukturen

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Gunter Kullmer

Angewandte Mechanik

Gunter Kullmer
Telefon:
+49 5251 60-5320
Fax:
+49 5251 60-5322
Büro:
IW1.878
Web:

Sprechzeiten:
montags 11.00 - 12.00 Uhr
Kontakt

Dr.-Ing. Britta Schramm

Angewandte Mechanik

Britta Schramm
Telefon:
+49 5251 60-5327
Fax:
+49 5251 60-5322
Büro:
IW 1.872
Web:

Sprechzeiten:
nach Vereinbarung
Kontakt

Tintu David Joy, M. Sc.

Angewandte Mechanik

Tintu David Joy
Telefon:
+49 5251 60-5339
Fax:
+49 5251 60-5322
Büro:
Y 2.318
Web:

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