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Multiphysics Materials Modelling: Mircostructure-Mechanics

Multiphysics Materials Modelling: Mircostructure-Mechanics
Ansprechpartner:

Dr.-Ing. Daniel Schneider

Forschung

Beschreibung

Die Forschungsgruppe „Multiphysics Materials Modelling: 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-Material-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 die elektro-chemische Prozesse und die Rissausbreitung. Als Materialien werden Metalle, Faseverbundwerkstoffe, Lithium-Ionen-Batterien bzw. Piezzo-Kristalle betrachtet.

 

Phase-field models and numerical methods to describe phase transformation processes including mechanical driving forces

Model extensions:

  • Phase-field elasticity description based on mechanical jump conditions for diffuse transition regions
  • Elasto-plastic multiphase-field approach

Simulations:

  • Crack propagation in brittle and ductile materials
  • Influence of microstructure on mechanical properties
  • Recrystallization processes
  • Displacive phase transformation processes

 

 

 

     

    

 

 

Mitarbeiter
Name Titel Tel. E-Mail
M.Sc. +49 721 608-47987 simon daubnerGxr2∂kit edu
M.Sc. +49 721 608-47987 christoph herrmannFrn3∂kit edu
M. Sc. +49 721 925 1534 paul hofroggeRyc2∂hs-karlsruhe de
Dr.-Ing. +49 721 608-47987 prince amos2Tgd2∂kit edu
M.Sc. +49 721 608-47987 nikhil kulkarniEau5∂kit edu
M.Sc. +49 721 608-47987 tobias mittnachtFcz3∂kit edu
M.Sc. +49 721 925 1535 jaykumar_ashokkumar santokiIru2∂hs-karlsruhe de
M.Sc. +49 721 608-45024 ephraim schoofZzr8∂kit edu
Dr.-Ing. +49 721 608-47987 felix schwabUdp6∂kit edu
M.Sc. +49 721 608-47987 lukas schoellerFyy4∂kit edu
Dipl.-Ing. +49 721 925 1535 walter wernerMda1∂hs-karlsruhe de