IAM - Computational Materials Science

Microstructure – Mechanics

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Daniel Schneider

BildIAM-CMS

Forschung

Die Forschungsgruppe „Microstructure – Mechanics“ untersucht die Wechselwirkungen zwischen mikrostrukturellen und mechanischen Einflussgrößen auf der mesoskopische Längenskala von Materialien. Einen entscheidenden Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften von Materialien haben sowohl die Evolution der Körner und Domänen, als auch die daraus resultierende heterogene Mikrostruktur. Daher ist das Verständnis dieser Mechanismen und möglicher Defekte unentbehrlich zur virtuellen Entwicklung von Materialien (Virtual-Materials-Design). Unter der Einbindung vornehmlich mechanischer, aber auch chemischer, thermischer und elektromagnetischer treibender Kräfte werden die physikalischen Prozesse an den Grenzflächen untersucht. Dies geschieht mittels der Phasenfeldmethode, welche mit numerischen Algorithmen gekoppelt ist. So können die Prozessparameter optimiert und somit die Produktionskosten gesenkt, effektive Materialeigenschaften optimiert oder neue Materialien entwickelt werden. Aktuelle Forschungsfragen beziehen sich auf den Rekristallisationsprozess, Fest-Fest-Phasenumwandlungsprozesse sowie auf elektrochemische Prozesse und die Rissausbreitung. Als Materialien werden Metalle, Faseverbundwerkstoffe, Lithium-Ionen-Batterien bzw. Piezo-Kristalle betrachtet.

Projektteam
Name Tätigkeit
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
 
 
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Mitarbeiter
Gruppenleiter
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Mitarbeiter
 
1 weitere Person ist nur innerhalb des KIT sichtbar.

Publikationen


2020
Multiphase-field modelling of crack propagation in geological materials and porous media with Drucker-Prager plasticity.
Späth, M.; Herrmann, C.; Prajapati, N.; Schneider, D.; Schwab, F.; Selzer, M.; Nestler, B.
2020. Computational geosciences. doi:10.1007/s10596-020-10007-0
Brittle anisotropic fracture propagation in quartz sandstone: insights from phase-field simulations.
Prajapati, N.; Herrmann, C.; Späth, M.; Schneider, D.; Selzer, M.; Nestler, B.
2020. Computational geosciences, 24, 1361–1376. doi:10.1007/s10596-020-09956-3
Influence of stress-free transformation strain on the autocatalytic growth of bainite: A multiphase-field analysis.
Schoof, E.; Kubendran Amos, P. G.; Schneider, D.; Nestler, B.
2020. Materialia, 9, Article: 100620. doi:10.1016/j.mtla.2020.100620
2019
On the Volume-Diffusion Governed Termination-Migration Assisted Globularization in Two-Phase Solid-State Systems: Insights from Phase-Field Simulations.
Amos, P. G. K.; Schoof, E.; Schneider, D.; Nestler, B.
2019. Proceedings of the 1st International Conference on Numerical Modelling in Engineering – Volume 2: Numerical Modelling in Mechanical and Materials Engineering, NME 2018, 28-29 August 2018, Ghent University, Belgium. Ed.: M. Abdel Wahab, 47–63, Springer, Singapore. doi:10.1007/978-981-13-2273-0_5
Phase-Field Study of Electromigration-Induced Shape Evolution of a Transgranular Finger-Like Slit.
Santoki, J.; Mukherjee, A.; Schneider, D.; Selzer, M.; Nestler, B.
2019. Journal of electronic materials, 48 (1), 182–193. doi:10.1007/s11664-018-6619-5
On the multiphase-field modeling of martensitic phase transformation in dual-phase steel using J2-viscoplasticity.
Schoof, E.; Herrmann, C.; Streichhan, N.; Selzer, M.; Schneider, D.; Nestler, B.
2019. Modelling and simulation in materials science and engineering, 27 (2), 025010. doi:10.1088/1361-651X/aaf980
Phase-field analysis of quenching and partitioning in a polycrystalline Fe-C system under constrained-carbon equilibrium condition.
Kubendran Amos, P. G.; Schoof, E.; Streichan, N.; Schneider, D.; Nestler, B.
2019. Computational materials science, 159, 281–296. doi:10.1016/j.commatsci.2018.12.023
2018
Multiphase-field model of small strain elasto-plasticity according to the mechanical jump conditions.
Herrmann, C.; Schoof, E.; Schneider, D.; Schwab, F.; Reiter, A.; Selzer, M.; Nestler, B.
2018. Computational mechanics, 62 (6), 1399–1412. doi:10.1007/s00466-018-1570-0
Phase-field study of surface irregularities of a cathode particle during intercalation.
Santoki, J.; Schneider, D.; Selzer, M.; Wang, F.; Kamlah, M.; Nestler, B.
2018. Modelling and simulation in materials science and engineering, 26 (6), 065013. doi:10.1088/1361-651X/aad20a
Chemo-elastic phase-field simulation of the cooperative growth of mutually-accommodating Widmanstätten plates.
Kubendran Amos, P. G.; Schoof, E.; Schneider, D.; Nestler, B.
2018. Journal of alloys and compounds, 767, 1141–1154. doi:10.1016/j.jallcom.2018.07.138
Multiphase-field modeling of martensitic phase transformation in a dual-phase microstructure.
Schoof, E.; Schneider, D.; Streichhan, N.; Mittnacht, T.; Selzer, M.; Nestler, B.
2018. International journal of solids and structures, 134, 181–194. doi:10.1016/j.ijsolstr.2017.10.032
Correction to: Small strain multiphase-field model accounting for configurational forces and mechanical jump conditions.
Schneider, D.; Schoof, E.; Tschukin, O.; Reiter, A.; Herrmann, C.; Schwab, F.; Selzer, M.; Nestler, B.
2018. Computational mechanics, 61 (3), 297. doi:10.1007/s00466-017-1485-1
Small strain multiphase-field model accounting for configurational forces and mechanical jump conditions.
Schneider, D.; Schoof, E.; Tschukin, O.; Reiter, A.; Herrmann, C.; Schwab, F.; Selzer, M.; Nestler, B.
2018. Computational mechanics, 61 (3), 277–295. doi:10.1007/s00466-017-1458-4
2017
Concepts of modeling surface energy anisotropy in phase-field approaches.
Tschukin, O.; Silberzahn, A.; Selzer, M.; Amos, P. G. K.; Schneider, D.; Nestler, B.
2017. Geothermal Energy, 5 (1), Art.Nr. 19. doi:10.1186/s40517-017-0077-9
Simulation der martensitischen Transformation in polykristallinen Gefügen mit der Phasenfeldmethode.
Schoof, E.; Streichhan, N.; Schneider, D.; Selzer, M.; Nestler, B.
2017. Forschung aktuell, 13–16
2016
Evolution von Mikroporen in Kristallen mit hexagonaler Gitteranisotropie.
Schneider, D.; Langerome, B.; Selzer, M.; Reiter, A.; Nestler, B.
2016. Forschung aktuell, 36–38
Calibration of a multi-phase field model with quantitative angle measurement.
Hötzer, J.; Tschukin, O.; Ben Said, M.; Berghoff, M.; Jainta, M.; Barthelemy, G.; Smorchkov, N.; Schneider, D.; Selzer, M.; Nestler, B.
2016. Journal of materials science, 51 (4), 1788–1797. doi:10.1007/s10853-015-9542-7
Phase-field modeling of crack propagation in multiphase Systems.
Schneider, D.; Schoof, E.; Huang, Y.; Selzer, M.; Nestler, B.
2016. Computer methods in applied mechanics and engineering, 312, 186–195. doi:10.1016/j.cma.2016.04.009
2015
Small strain elasto-plastic multiphase-field model.
Schneider, D.; Schmid, S.; Selzer, M.; Boehlke, T.; Nestler, B.
2015. Computational Mechanics, 55 (1), 27–35. doi:10.1007/s00466-014-1080-7
Phase-field elasticity model based on mechanical jump conditions.
Schneider, D.; Tschukin, O.; Choudhury, A.; Selzer, M.; Böhlke, T.; Nestler, B.
2015. Computational mechanics, 55 (5), 887–901. doi:10.1007/s00466-015-1141-6
Materials research for energy supply at Karlsruhe Institute of Technology.
Krüssmann, R.; Gräning, T.; Janda, D.; Ruck, S.; Schneider, D.; Strassberger, L.; Vladimirov, P.; Yurechko-Hussy, M.
2015. Energy, Science and Technology 2015. The energy conference for scientists and researchers. Book of Abstracts, EST, Energy Science Technology, International Conference & Exhibition, 20-22 May 2015, Karlsruhe, Germany
Combined crystal plasticity and phase-field method for recrystallization in a process chain of sheet metal production.
Vondrous, A.; Bienger, P.; Schreijäg, S.; Selzer, M.; Schneider, D.; Nestler, B.; Helm, D.; Mönig, R.
2015. Computational mechanics, 55 (2), 439–452. doi:10.1007/s00466-014-1115-0
2014
Phase-field modeling of diffusion coupled crack propagation processes.
Schneider, D.; Selzer, M.; Bette, J.; Rementeria, I.; Vondrous, A.; Hoffmann, M. J.; Nestler, B.
2014. Advanced Engineering Materials, 16 (2), 142–146. doi:10.1002/adem.201300073
2012
Elasto-plastisches Materialverhalten – ein Mikrostrukturmodell für plastische Verformung.
Höhn, J.; Schneider, D.; Schmid, S.; Nestler, B.
2012. Forschung aktuell, 2012, 56–57