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Aufsatz
Microscale-Motivated Continuum Damage Simulations of Brittle Ceramics under Thermomechanical Loading
(2016-05-02)
Two approaches towards modeling damage in a brittle material caused by thermomechanical loading are presented.
Bothrelyonmicrocrack growth, in the first case in ahomogeneousmatrix, in the second one at grain boundaries.Two-scale simulations e.g. of thermal shocks applied to single-phase or layered structures are performed in connection with the finite element method. Damage and crack patterns are predicted just as quantities like residual strength or critical temperature jumps.
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Numerical crack path prediction under mixed-mode loading in 1D quasicrystals
(2017-03)
Quasicrystals are being implemented in industry since this new class of materials appears to have some peculiar properties. However, the fracture behavior of quasicrystals is not yet clear, which could be a hindrance to its wide usage. This work adopts the generalized linear elastic framework of fracture theory in quasicrystals and develops numerical tools in a finite element environment to compute the fracture quantities. Crack growth is simulated in diverse specimens undergoing an intrinsic mixed-mode loading and ...
Aufsatz
An extended constitutive model for nonlinear reversible ferromagnetic behaviour under magnetomechanical multiaxial loading conditions
(2017-02-01)
A constitutive modelling of ferromagnetic materials under combined magnetomechanical multiaxial loading with different boundary conditions and a finite element implementation are presented. The phenomenologically motivated model is capable of predicting magnetisation, strain, and stress and is thus suitable, e.g., for applications in multiferroic composites. The approach covers a reversible nonlinear behaviour as it is observed, e.g., in cobalt ferrite and other soft magnetic alloys. Various examples demonstrate the ...
Aufsatz
Mixed-mode crack tip loading and crack deflection in 1D quasicrystals
(2016)
Quasicrystals (QC) are a new class of materials besides crystals and amorphous solids and have aroused much attention of researchers since they were discovered. This paper presents a generalized fracture theory including the J-integral and crack closure integrals, relations between J1, J2 and the stress intensity factors as well as the implementation of the near-tip stress and displacement solutions of 1D QC. Different crack deflection criteria, i.e. the J-integral and maximum circumferential stress criteria, are ...
Aufsatz
Constitutive modeling of nonlinear reversible and irreversible ferromagnetic behaviors and application to multiferroic composites
(2016-03-10)
The coupling of magnetic and mechanical fields due to the constitutive behavior of a material is commonly denoted as magnetostrictive effect. The latter is only observed with large coupling coefficients in ferromagnetic materials, where coupling is caused by the rotation of the domains as a result of magnetic (Joule effect) or mechanical (Villari effect) loads.
However, only a few elements (e.g. Fe, Ni, Co, and Mn) and their compositions exhibit such a behavior. In this article, the constitutive modeling of nonlinear ...
Dissertation
Numerical and experimental response and stability investigations of anisotropic rotor-bearing systems
(kassel university press, 2010)
Dissertation
Numerische Untersuchungen zur Bewertung von Rührbehältern und Flotationsapparaten
(kassel university press, 2010)
Diese Arbeit behandelt die numerische Simulation von Rührbehältern und Flotationszellen mit Hilfe kommerzieller Software basierend auf einer Finite-Volumen-Methode.
Ziel der Untersuchungen ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das eine Beurteilung der Anlagen in Abhängigkeit verschiedener geometrischer und strömungsmechanischer Parameter ermöglicht und so unterstützend zur Prozessauslegung beiträgt.
An zwei einfachen Geometrien (Strömungsrohr, Scheibenrührer) werden grundsätzliche Parameter und Fragestellungen ...
Dissertation
Rheologische Untersuchungen zur Temperatur- und Druckabhängigkeit von ein- und zweiphasigen Thermoplasten
(kassel university press, 2011)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit experimentellen Untersuchungen und der mathematischen Charakterisierung von ein- und zweiphasigen Polymerschmelzen.
Ein kurzer Überblick der Rheologie und der Materialmodellierung mit der Beschreibung des einfachen Maxwell-Modells sowie einer Erweiterung auf zwei nichtlineare Materialgesetzte (Oldroyd-4-Konstanten-Modell und Giesekus-Modell) wird gegeben.
Zur Druck- und Temperaturabhängigkeit von hochviskosen Polymerschmelzen ist eine neue Druckmesszelle entwickelt worden. ...
Dissertation
Kontinuumsmechanische und bruchmechanische Modelle für Werkstoffverbunde
(kassel university press, 2015)
Diese Arbeit behandelt die Entwicklung effektiver Materialmodelle zur Beschreibung des geschwindigkeitsabhängigen, elastoplastischen Werkstoffverhaltens inklusive Schädigungsmodellierung eines duktil modifizierten Strukturklebstoffs sowie die Bereitstellung einer geeigneten Berechnungsmethode beginnend mit der Identifikation der modellspezifischen Parameter bis hin zur Strukturberechnung mittels der Finiten Elemente Methode.