Simulation von Kurzzeitermüdung metallischer Werkstoffe und Strukturen

In der Arbeit wird ein Prototyp für ein simulationsbasiertes Konzept zur Ermittlung der Lebensdauer metallischer Behälter bei Kurzzeitermüdung entwickelt. Es gilt alle relevanten Effekte, die in zyklisch hoch beanspruchten, durch lokal stark plastizierte Zonen gekennzeichneten metallischen Konstruktionen auftreten, zu berücksichtigen. Es wird ein elasto-plastisches Materialmodell für große Verformungen entwickelt, welches sowohl die wesentlichen Charakteristika der zyklischen Plastizität als auch aller relevanten Schädigungsphänomene der Kurzzeitermüdung - wie die Porenentstehung, das Wachstum und der Zusammenschluss der Mikroporen - beschreibt.Anhand numerischer Studien werden in der Arbeit Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen des modellbasierten Konzepts aufgezeigt. Dessen Umsetzung erfolgt auf Basis der Finite Elemente Methode, wobei die nicht hierarchische p-Formulierung zur Beschreibung rotationssymmetrischer und schalenförmiger Probleme zur Anwendung kommt.