Generalised continuum approach for modelling quasi-brittle failure

• Main Author: Mühlich, Uwe
• Other Authors: TU Bergakademie Freiberg, Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik
• Format: Doctoral Thesis
• Language: English
• Published: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg Universitaetsbibliothek "Georgius Agricola" 2014
• Subjects: Gradientenelastizität; Schädigungsmechanik; Poroelastizität; strain gradient; damage mechanics; porous elasticity; ddc:620; mechanisches Versagen; Sprödigkeit; Kontinuumsmechanik; Modellbildung; Sprödbruch; Elastizität; Elastomechanik
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-137217; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-137217; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/13721/ThesisAllPrintVersion.pdf

A proper description of quasi-brittle failure within the frame of continuum Mechanics can only be achieved by models based on so-called generalised continua. This thesis focuses on a strain gradient generalised continuum and provides a specific methodology to derive corresponding models which account for the essential features of quasi-brittle failure. This methodology is discussed by means of four peer-reviewed journal articles. Furthermore, an extensive overview of the state of the art in the field of generalised continua is given at the beginning of the thesis. This overview discusses phenomenological extensions of standard Continuum Mechanics towards generalised continua together with corresponding homogenisation strategies for materials with periodic or random microstructure. === Eine geeignete, kontinuumsmechanische Beschreibung quasi-spröden Versagens ist nur unter Verwendung verallgemeinerter Kontinuumstheorien möglich. In dieser Habilitationsschrift stehen sogenannte Gradientenkontinua im Vordergrund. Für diese wird eine Methodik vorgeschlagen, welche die Herleitung von Modellen erlaubt, die in der Lage sind, quasi-sprödes Versagen adäquat abzubilden. Diese Methodik wird anhand von vier Publikationen dargestellt und diskutiert. Ein umfangreicher Überblick über den Stand der Forschung auf dem Gebiet der veralgemeinerten Kontinuumstheorien wird am Anfang der Habilitationschrift gegeben. Dabei werden neben phänomenologischen Ansätzen zur Ableitung verallgemeinerter Kontinuumstheorien auch die entsprechenden Homogenisierungskonzepte dargestellt. Letztere werden für Materialien mit periodischer Mikrostruktur und für Materialien mit zufälliger Mikrostruktur diskutiert.