Elastoplastizitat
Gudrun spricht mit Lydia Wagner \xfcber Elastoplastizit\xe4t. Lydia hat im Rahmen ihrer im Mai 2019 abgeschlossenen Promotion Versetzungen in kristallinen Festk\xf6rpern numerisch simuliert. Elastizit\xe4t beschreibt die (reversible) Verformung von Festk\xf6rpern unter Belastung. Bei zu gro\xdfer Belastung reagieren Materialien nicht mehr elastisch, sondern es entstehen irreversible Deformationen. Das nennt man Plastizit\xe4t. Im Rahmen der Kontinuumsmechanik wird die Deformation durch ein Kr\xe4ftegleichgewicht basierend auf der Impuls- und Drehimpulserhaltung modelliert. Die konkreten Eigenschaften des Materials werden hierbei \xfcber eine spezifische Spannungs-Dehnungs-Relation ber\xfccksichtigt. Dabei tritt Plastizit\xe4t auf, wenn im Material eine kritische Spannung erreicht wird. In klassischen ph\xe4nomenologischen Plastizit\xe4tsmodellen der Kontinuumsmechanik wird dieses Verhalten \xfcber eine Flie\xdfbedingung in Abh\xe4ngigkeit der Spannung modelliert. Diese wird durch eine Flie\xdfregel und ggf. eine Verfestigungsregel erg\xe4nzt, die das plastische Materialverhalten nach Erreichen der Flie\xdfgrenze beschreiben. Plastizit\xe4t ist ein physikalischer Prozess, der auf Kristallebene stattfindet. Ein kristalliner Festk\xf6rper wird plastisch verformt, wenn sich eindimensionale Gitterfehler \u2013 Versetzungen \u2013 durch Belastung im Kristallgitter bewegen, d. h. wenn sich die atomaren Bindungen umordnen. Durch Mittelungsprozesse kann dieses diskrete Verhalten in einem Kontinuumsmodell, dem Continuum dislocation dynamics (CDD) Modell, beschrieben werden. Eine numerische Realisierung von diesem erweiterten Modell und die Evaluation im Vergleich zu diskreten Simulationen ist die Themenstellung der Dissertation von Lydia. Die Physik erarbeitete sich Lydia in Zusammenarbeit mit Materialwissenschaftlern und Ingenieuren in der DFG-Forschergruppe Dislocation based Plasticity am KIT.