Record #874945 - RWTH Publications

DFG project G:(GEPRIS)431386925

Direkte datengetriebene computerbasierte Mechanik für inelastisches Materialverhalten

Coordinator	Professorin Dr.-Ing. Stefanie Reese
Grant period	2019 - 2025
Funding body	Deutsche Forschungsgemeinschaft
	DFG
Identifier	G:(GEPRIS)431386925

Note: Durch die sprunghafte Entwicklung von sowohl Speicherkapazitäten als auch Soft- und Hardware wuchs die verfügbare Datenmenge in den letzten Jahrzehnten um mehrere Größenordnungen an. Dies beeinflusst fast alle Bereiche des praktischen Lebens, aber auch Wissenschaft und Technik. Insbesondere für den Bereich der Technik- und angewandten Wissenschaften spielt dieser Aspekt eine bedeutende Rolle, da in diesen Forschungsfeldern – zusätzlich zu den fundamentalen Erhaltungsprinzipien – Beziehungen zwischen interessierenden Größen, z.B. Spannung und Dehnung, aufgestellt werden müssen. Traditionell werden derartige Beziehungen aus sogenannten konstitutiven Modellen, basierend auf einer Reihe von Annahmen, abgeleitet. Damit sind diese Zusammenhänge aber leider auch empfänglich für epistemische Unsicherheiten. Darüberhinaus sind Parameter enthalten, die schwierig zu identifizieren sind, insbesondere wenn nur relativ einfache Experimente durchgeführt werden können. Ziel dieses Projektes ist es daher, Methoden zu entwickeln, die die numerische Berechnung von Strukturen alleine auf der Basis von Daten – entweder experimenteller oder numerischer Herkunft, zum Beispiel aus Mehr-Skalen-Betrachtungen – erlauben. Damit wird die Notwendigkeit, phänomenologische Konstitutivmodelle aufzustellen, und die damit verbundene Unsicherheit umgangen. Die Methodologie wurde bereits erfolgreich für elastische Materialien getestet. Das Projekt basiert auf der Forschungshypothese, dass die Methode auf inelastisches Materialverhalten wie Elastoplastizität und Viskoelastizität erweitert werden kann. Dabei ist die Herausforderung der deutlich größeren Dimensionalität des Phasenraums anzugehen. Ein allgemeiner Überblick über einen datengetriebenen Zugang zur Inelastizität wurde von den Antragstellern bereits in einer vor wenigen Monaten veröffentlichten Publikation dargelegt. Die Ziele des hier beantragten Projektes liegen darin, diese Methodologie numerisch zu implementieren, genau zu untersuchen und soweit weiterzuentwickeln, dass sie für industrielle Anwendungen genutzt werden kann. Dazu gehören die Verwendung aktueller, eventuell unvollständiger experimenteller Daten, die Betrachtung komplexer dreidimensionaler Geometrien und Lastfälle, die Effizienz und Robustheit der Löser sowie die Unsicherheitsanalyse. Ein zusätzliches Ziel ist es, eine Online-Plattform bereitzustellen, die zum Austausch der Methodologie und der erarbeiteten Daten mit der Wissenschaftsgemeinde dient.

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Journal Article/Contribution to a conference proceedings Prume, E. C. (Corresponding author)RWTH* ; Stainier, L. ; Ortiz, M. ; Reese, S.RWTH*
A data‐driven solver scheme for inelastic problems
202392. Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, GAMM 2022, AachenAachen, Germany, 15 Aug 2022 - 19 Aug 20222022-08-152022-08-19 Proceedings in applied mathematics and mechanics : PAMM 23(1), e202200153 (2023) [10.1002/pamm.202200153] special issue: "Special Issue: 92nd Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics (GAMM) Issue Edited by: Ch. Böhm, K. Mang, B. Markert, S. Reese, M. Schmidtchen, J. Waimann, M. Kaliske"2023 OpenAccess Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS