Bruch-Modellierung auf atomarer Skala
Themenbereich:
Modellierung & Simulation
Verantwortlicher Mitarbeiter:
Prof. Dr.-Ing. Erik Bitzek (Privatdozent)
Dr.-Ing. Duancheng Ma
Polina Baranova (Dipl.-Spec.)
Benedikt Eggle-Sievers (M.Sc.)
Lakshmipathy, Tarakeshwar
Die Erforschung des Materialversagens und dessen Zusammenhang mit der Mikrostruktur eines Materials steht im Mittelpunkt der Materialwissenschaften. Ob eine beanspruchte Komponente spröde oder duktil bricht, wird durch die Fähigkeit der Materialien bestimmt, elastische Energie in plastische Arbeit umzuwandeln. Die plastische Energie-Dissipation während dem Bruch wird durch die Erzeugung und Bewegung von Versetzungen am Riss bestimmt. Wir verwenden groß angelegte, vollständig dreidimensionale atomistische Simulationen, um einzelne Risse und das Zusammenspiel von statischen und sich ausbreitenden Rissen mit Versetzungen, Korngrenzen und anderen Elementen der Mikrostruktur zu untersuchen.
Das Verständnis der Details von Riss-Mikrostruktur-Wechselwirkungen ist entscheidend für die Entwicklung neuer Strategien zur Risskontrolle oder Verbesserung von Modellen für Rissstop-Zähigkeit, sowie für das Verständnis der frühen Stadien des Risswachstums von Rissen auf Miskrostruktur-Ebene.
Diese Forschung wird derzeit über den Europäischen Forschungsrat (ERC) im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union im Rahmen des Projekts „microKIc – Microscopic Origins of Fracture Toughness“ (Grant Agreement No. 725483) finanziert. Atomistische Bruch-Studien sind auch Teil der Forschungstrainingsgruppe Fracture across Scales (FRASCAL).