TY - THES A1 - Reusch, Frederik T1 - Entwicklung und Anwendung eines nicht-lokalen Materialmodells zur Simulation duktiler Schädigung in metallischen Werkstoffen N2 - Diese Arbeit umfasst die Entwicklung, Implementierung und Anwendung einer nicht-lokalen, gradientenabhängigen Erweiterung des lokalen Gurson-Modells zur Simulation duktiler Schädigung für metallische Werkstoffe, um die Anwendungsgrenzen lokaler Schädigungsmodelle im Rahmen der FE-Methode bzgl. Netzabhängigkeit und Lokalisierung von Simulationsergebnissen zu überwinden. Zu den offenen Problemen bei der Anwendung von lokalen, inelastischen Schädigungsmodellen gehört u. a. die Abhängigkeit der erzielten Ergebnisse von der Größe und Orientierung der zur Strukturdiskretisierung eingesetzten Finiten Elemente. Diese Netzabhängigkeit tritt insbesondere bei der Verwendung lokaler Stoffgesetze und der Simulation entfestigenden Materialverhaltens auf. Diese Beschränkungen lokaler Modelle sind maßgeblich auf den Eindeutigkeitsverlust der Lösung des Systems der konstitutiven Gleichungen durch die Modellierung von Entfestigungsvorgängen zurückzuführen. Ausgangspunkt für die Entwicklung einer nicht-lokalen Formulierung des Gurson- Modells stellt die Zielsetzung dar, die lokale Beschreibung der Schädigungsentwicklung durch die Evolutionsgleichung des Hohlraumvolumenanteils unter Berücksichtigung des Gradienten der räumlichen Schädigungsverteilung zu erweitern. T3 - BAM Dissertationsreihe - 1 KW - Schadensmechanik KW - Numerisches Modell KW - Duktilität KW - Rissausbreitung PY - 2003 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-1573 SN - 978-3-86509-092-3 SN - 1613-4249 VL - 1 SP - 1 EP - 194 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-157 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Reusch, Frederik A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Svendsen, B. T1 - A non-local extension of Gurson-based ductile damage modeling JF - Computational materials science N2 - The purpose of this work is the development and numerical implementation of a non-local extension of existing Gurson-based modeling for isotropic ductile damage and attendant crack growth. In the current work, this extension is based on a generalization of Gurson-based ductile damage modeling formally analogous to that of Needleman and Tvergaard as based on a (local) effective damage parameter f* which accounts in their case in an effective fashion for the effect of void coalescence on yield behaviour. Here, the corresponding generalized effective damage parameter ? is introduced in order to delocalize the model damage process. To this end, ? is modeled in this work as a scalar-valued continuum microstructural field or generalized phase field via a recent thermodynamic approach to the modeling of such fields. In the last part of the work, the complete model for coupled damage-deformation is implemented numerically using the finite element method and utilized to investigate the damage behaviour of an inhomogeneous steel block in simple tension. The corresponding simulation results demonstrate in particular that delocalization of the model damage process also leads to minimization of mesh-dependence. For simplicity, the current formulation is restricted to the case of small strain and isothermal conditions. PY - 2003 DO - https://doi.org/10.1016/S0927-0256(02)00402-0 SN - 0927-0256 VL - 26 SP - 219 EP - 229 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-2863 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reusch, Frederik A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Svendsen, B. T1 - Fortschritte bei der nicht-lokalen Modellierung duktiler Schädigung T2 - 35. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge - Fortschritte der Bruch- und Schädigungsmechanik - Simulationsmethoden der Bruchmechanik (DVM-Bericht 235) T2 - 35. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge CY - Freiburg, Deutschland DA - 2003-02-18 KW - Duktile Schädigung KW - Nicht-lokale Materialmodellierung KW - Gurson-Modell KW - Große Deformationen KW - Stabilitätsuntersuchung PY - 2003 SN - 0943-3473 SN - 1616-4687 IS - 235 SP - 49 EP - 58 PB - DVM CY - Berlin AN - OPUS4-2854 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Reusch, Frederik A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Svendsen, B. T1 - Local and non-local Gurson-based ductile damage and failure modelling at large deformation JF - European journal of mechanics A N2 - The purpose of this work is the formulation, numerical implementation and initial application of a non-local extension of existing Gurson-based modelling for isotropic ductile damage and attendant crack growth. It is being carried out under the premise that void coalescence results not only in accelerated damage development (e.g., Needleman and Tvergaard, 1984), but also in damage delocalisation (i.e., via interaction between neighbouring Gurson RVE's). To this end, we proceed by analogy with the approach of Needleman and Tvergaard (1984) who replaced the Gurson void volume fraction f with a (local) effective damage parameter f* in the Gurson yield condition to account for the effect of void coalescence on the material behaviour. In the current case, the role of f* is taken over and generalised by an effective continuum damage field ?. A field relation for ? is formulated here in the framework of continuum thermodynamics. In the simplest case, the resulting relation is formally analogous to the inhomogeneous temperature equation in which void nucleation and growth represent (local) sources for ? and in which void coalescence takes place in a process zone whose dimension is determined by a characteristic material lengthscale. Analogous to temperature, then, ? represents an additional continuum degree-of-freedom here, resulting in a coupled deformation-damage field model. In the last part of the work, the complete model for coupled damage-deformation is implemented numerically using the finite-element method on the basis of backward-Euler integration and consistent linearisation. Using this implementation, the behaviour of the current extended Gurson-based damage model is investigated for the case of simple tension of an inhomogeneous steel block. In particular, the corresponding simulation results document quantitatively the dependence of the delocalisation of the model damage process and minimisation of mesh-dependence on the characteristic dimension of the damage process zone. KW - Thermodynamic formulation KW - Gurson-based damage modelling KW - Non-local modelling PY - 2003 DO - https://doi.org/10.1016/S0997-7538(03)00070-6 SN - 0997-7538 SN - 1873-7285 VL - 22 IS - 6 SP - 779 EP - 792 PB - Elsevier CY - Paris AN - OPUS4-2862 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reusch, Frederik T1 - Fortschritte bei der nicht-lokalen Modellierung duktiller Schädigung T2 - DVM Arbeitskreis "Bruchvorgänge" T2 - DVM Arbeitskreis "Bruchvorgänge" CY - Freiburg, Germany DA - 2003-02-18 PY - 2003 AN - OPUS4-5225 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reusch, Frederik T1 - Advances in the application of non-local damage and failure modelling at large deformation with the gurson model T2 - GAMM-Jahrestagung T2 - GAMM-Jahrestagung CY - Padua, Italy DA - 2003-03-24 PY - 2003 AN - OPUS4-5226 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reusch, Frederik T1 - Modellierung duktiler Schädigung unter Berücksichtigung großer plastischer Deformationen T2 - TU Seminar "Statik & Dynamik von Konstruktionen" T2 - TU Seminar "Statik & Dynamik von Konstruktionen" CY - Berlin, Germany DA - 2002-06-28 PY - 2002 AN - OPUS4-6181 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reusch, Frederik T1 - Nicht-lokale Schädigungsmodelle: Theorie, Konzepte, Anwendungen T2 - Nord-Deutsches Mechanik Seminar, TU-Berlin T2 - Nord-Deutsches Mechanik Seminar, TU-Berlin CY - Berlin, Germany DA - 2002-02-02 PY - 2002 AN - OPUS4-6182 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reusch, Frederik T1 - On a non.local extension of the Gurson model for ductile damage T2 - GAMM-Jahrestagung 2002 der Gesellschaft für Angewandte Mathematik T2 - GAMM-Jahrestagung 2002 der Gesellschaft für Angewandte Mathematik CY - Augsburg, Germany DA - 2002-03-28 PY - 2002 AN - OPUS4-6186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Häcker, Ralf A1 - Reusch, Frederik A1 - Hünecke, Joachim A1 - Arndt, Stephan T1 - Ergebnisse experimenteller und numerischer Untersuchungen zum Warmvorbelastungseffekt T2 - 33. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge (DVM-Bericht 233) T2 - 33. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge CY - Paderborn, Deutschland DA - 2001-02-20 PY - 2001 SN - 0943-3473 IS - 233 SP - 27 EP - 46 PB - DVM CY - Berlin AN - OPUS4-1086 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reusch, Frederik A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Svendsen, B. ED - Habraken, A. M. T1 - Local and non-local Gurson-based models for ductile damage and failure T2 - Proceedings of the 4th International ESAFORM Conference on Material Forming T2 - 4th International ESAFORM Conference on Material Forming CY - Liège, Belgium DA - 2001-04-23 KW - Ductile damage and failure KW - Finite elements KW - Gradient type material models PY - 2001 VL - 2 SP - 511 EP - 514 CY - Liège AN - OPUS4-1133 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Klingbeil, Dietmar A1 - Arndt, Stephan A1 - Häcker, Ralf A1 - Hünecke, Joachim A1 - Reusch, Frederik T1 - Werkstoffmechanisches Verhalten von postulierten Anrissen in druckführenden Komponenten mit vorbeanspruchter Rissspitze bei Belastung infolge rascher Abkühlvorgänge N2 - Die beiden Schwerpunkte dieses Berichtes liegen in der Entwicklung eines numerischen Verfahrens zur quantitativen Beurteilung rissbehafteter Proben oder Bauteile nach Warmvorbelastung und in der Durchführung von, auf die numerischen Arbeiten abgestimmten, experimentellen Untersuchungen zum Einfluss der Art der Vorbelastung und des Spannungszustands (Constraint) im Rissspitzenbereich auf die Bruchzähigkeitserhöhung. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 234 PY - 2000 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-2160 SN - 978-3-89701-361-4 SN - 0938-5533 VL - 234 SP - 1 EP - 184 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-216 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -