Die Übertragung von mikrostrukturellen Eigenschaften aus der diskreten Versetzungsdynamik in Kontinuumsbeschreibungen

Physikalisch begründete versetzungsdichtebasierte Modelle zur Beschreibung der plastischen Verformung auf Kontinuumsebene benötigen in homogenisierter Form die Information der darunterliegenden Mikrostruktur. Mit Hilfe dreidimensionaler Versetzungsdynamiksimulationen wird ein Modell zur Bildung der gleitfähigen Reaktion in einer Ratenformulierung entwickelt. Außerdem dienen weitere Simulationen dazu, einen Beitrag zum Verständnis der Versetzungswechselwirkung mit und durch Korngrenzen im Bezug auf die Kontinuumsmodellierung derselben zu leisten.
Ein um die gleitfähige Reaktion erweitertes versetzungsdichtebasiertes Kontinuumsmodell zeigt den Effekt der Erweiterung: an einem Minimalbeispiel lassen sich Gleitsysteme mit Versetzungsdichte bevölkern, die vorher frei von Versetzungen waren. ... mehrDie Ergebnisse der Simulationen zur Wechselwirkung von Versetzungen durch Korngrenzen zeigen zum einen, dass das verwendete Modell der effektiven Transmission durch Superposition im diskreten Fall im Allgemeinen gut funktioniert. Zum anderen wird deutlich, dass ein Kontinuumsmodell einer Korngrenze nicht ausschließlich durch eine Fließgrenze und ein Verfestigungsgesetz abgebildet werden kann, da die Dehnungsprofile innerhalb einzelner Körner durch die Spannungswechselwirkung von Versetzungen links und rechts der Korngrenze beeinflusst werden.

Physically motivated dislocation density based models for the description of plastic deformation do need information about the underlying processes in a homogenized form. A rate formulation for the formation of the glissile junction for usage in continuum descriptions is developed by using three-dimensional Discrete Dislocation Dynamics. Furthermore, a contribution to the understanding of grain boundary modeling in Discrete Dislocation Dynamics as well as continuum descriptions is made.
By extending an existing crystal plascitity model, the effect of the glissile junction is shown with a minimal example: previously unpopulated glide systems can be populated through the new rate formulation. ... mehrAdditionally, it is shown, that continuum theories need an explicit model for the grain boundary and one part of it is the stress-interaction of dislocations left and right of the grain boundary.