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DFG project G:(GEPRIS)523939420

Variationelle Modellreduktion für die Vorhersage von plastischen Ereignissen in ungeordneten Materialien

CoordinatorDr. Franz Bamer ; Professor Dr. Benjamin Stamm
Grant period2023 -
Funding bodyDeutsche Forschungsgemeinschaft
 DFG
IdentifierG:(GEPRIS)523939420

⇧ SPP 2256 Variationelle Methoden zur Vorhersage komplexer Phänomene in Strukturen und Materialien der Ingenieurwissenschaften ⇧

Note: Ungeordnete Materialien wie Gläser und amorphe Werkstoffe sind allgegenwärtig in Ingenieuranwendungen und in unserem Alltag. Die komplexe Mechanik ungeordneter Werkstoffe entspringt von elementaren plastischen Ereignissen, die auf der Nanoskala stattfinden und in der lokalen Mikrostruktur dekodiert sind. Daher kann das Verhalten von ungeordneten Materialien nur durch Molekularmechanik beschrieben werden, was jedoch die Möglichkeit solche Werkstoffe auf größeren Skalen zu beschreiben, stark begrenzt. Deshalb schlägt dieses Projekt ein reduziertes Modell zur Beschreibung von ungeordneten Strukturen vor. Unser Vorhaben basiert auf der Idee, dass nur wenige Verformungsmoden, sogenannte "weiche Moden", während eines elementaren Events aktiviert werden. Aufgrund des hohen Grads an Nichtlinearität und der Unvorhersehbarkeit solcher Systeme werden wir zuerst lokale Zonen, die sehr wahrscheinlich lokale mikroskopische Umordnungen erfahren werden durch eine neue mechanische Testmethode lokalisieren. Die Methode wird dann durch maschinelles Lernen in ihrer Effizienz optimiert. Dadurch ist es uns möglich lokale Events und deren Verformungsbilder, sogenannte Variationsmoden, noch bevor der mechanischen Belastung vorherzusagen. Das reduzierte Modell wird durch die "Empirical Interpolation Method" realisiert, wobei die durch die hohe Nichtlinearität hervorgerufene Änderungen der reduzierten Basis, welche durch die Eigenmoden der Hessematrix bestimmt werden, durch die Störungstheorie und Grassmann Extrapolation so gut wie möglich berücksichtigt werden. Das leistungsstarke Reduktionsmodell wird aber erst dadurch möglich, dass die reduzierte Basis des mathematischen Modells durch die mechanisch ermittelten Variationsmoden erweitert werden. Die neue reduzierte Formulierung wird zuerst auf zweidimensionalen Benchmarkmodellen und dann auf größeren dreidimensionalen Modellen getestet.
   

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95. Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, GAMM 2025, PoznańPoznań, Poland, 7 Apr 2025 - 11 Apr 20252025-04-072025-04-11 Proceedings in applied mathematics and mechanics : PAMM 26(1), e70062 () [10.1002/pamm.70062] special issue: "Special Issue: 95th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics / Guest Editor(s): S. Glas, M. Kuczma, M. Lasceka-Plura, T. Lodygowski, M. Schmidtchen, W. Sumelka, M. Vorwerk, J. Waimann, M. Kaliske, M. Wojtylak"  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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Geometrical fingerprints of shear transformation zones in network glasses
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Predicting fracture in disordered network materials using the local intelligent stress threshold indicator
Communications Physics 8, 369 () [10.1038/s42005-025-02315-7]  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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94. Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics, GAMM 2024, MagdeburgMagdeburg, Germany, 18 Mar 2024 - 22 Mar 20242024-03-182024-03-22 Proceedings in applied mathematics and mechanics : PAMM 25(1), e202400199 () [10.1002/pamm.202400199] special issue: "Special Issue: 94th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics (GAMM) / Issue Edited by: H. Altenbach, P. Benner, C. Böhm, C. Daniel, S. Glas, J. Heiland, D. Juhre, T. Richter, J. Saak, M. Schmidtchen, J. Waimann, E. Woschke, M. Kaliske"  GO OpenAccess  Download fulltext Files BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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 Record created 2023-08-14, last modified 2026-10-08
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