Book/Report

FZJ-2018-04192

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Untersuchungen an stochastischen Modellen zum Laplaceschen und Rißwachstum

Ossadnik, P. (Corresponding author)FZJ*

1993
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19328

Report No.: Juel-2745

Abstract: In dieser Dissertation wurde ein neues stochastisches Modell zum Wachstum von Rissen in elastischen, ungeordneten Medien konstruiert und numerisch studiert. Der Grundgedanke dabei war, den engen Zusammenhang zwischen der Laplace-Gleichung und der Lamé-GIeichung auszunutzen und in Analogie zum erfolgreichen DLA Modell für das Laplacesche Wachstum Random-Walker zu benutzen, um Informationen über die an den äußeren Rändern angelegten Kräfte zu einer Rißoberfläche zu transportieren. Durch die Verwendung von Random-Walkern ist in diesem Modell bereits eine "annealed disorder" enthalten, so daß dieses Modell für ungeordnete Materialien gültig ist. Das bedeutet keinerlei Einschränkung sondern im Gegenteil einen Vorteil, da Unordnung ein wesentliches Charakteristikum realer Materialien ist und experimentell beobachtete Rißvorgänge von dieser dominiert werden. Dieses neue Modell verzichtet vollkommen auf die Benutzung eines Gitters, welches für andere numerische Simulationsmethoden typisch ist. Dadurch können typische Gittereffekte, wie sie besonders im Laplaceschen Wachstum bekannt sind, ausgeschlossen werden. Durch die Verwendung eines erweiterten DLA Algorithmus können sehr effiziente Simulationen auf normalen Workstations durchgeführt werden. Es ist uns so gelungen, realistische Rißstrukturen in einer Größe von mehreren tausend bis wenigen zehntausend Teilchen durchzuführen. Die so generierten Strukturen sind etwa um eine Größenordnung größer, als bisher bekannte Rißsimuiationen. Wegen der wesentlich größeren Anzahl von aggregierten Teilchen, ist es schwierig, unsere Simulationen mit den bisher durchgeführten numerischen Rechnungen mit wesentlich weniger gebrochenen Bonds zu vergleichen. Man findet in allen simulierten Geometrien eine Übereinstimmung zwischen unseren Resultaten und bisher publizierten, numerisch generierten Rißstrukturen. Darüberhinaus weisen unsere Simulationen alle wesentlichen Eigenschaften auf, die man bei realen Rissen beobachten kann: In allen Simulationen findet man eine ausgeprägte Tendenz, daß Seitenzweige senkrecht aus den Hauptzweigen herauswachsen, wie es die Randbedingung der Lamé-Gleichung fordert. Dies ist besonders bemerkenswert undwichtig, da unsere Methode vollkommen "Off-Lattice" ist und dieses Verhalten durch keinen Gittereffekt ausgelöst wird. Wir finden weiter, daß die Rißspitzen nicht mehr die ausgeprägte Tip-Splitting Instabilität von DLA aufweisen, sondern erst eine gewisse Länge erreicht haben müssen, bevor sie Seitenzweige ausbilden können. Dies stimmt mit experimentellen Beobachtungen überein, bei der man auch Side-Branching als dominierende Verzweigungsart beobachten kann. Zusätzlich [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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