Non-linear Mechanics of Anisotropic Materials – failure and homogenization
Lektor Brian Nyvang Legarth
Danmarks Tekniske Universitet
Alle er velkomne til at overvære forsvarshandlingen.
Opponenter
Professor A. Amine Benzerga, Texas A&M University, College Station, USA
Professor Odd Sture Hopperstad, NTNU, Trondheim, Norge
Begge opponenter er udpeget af DTU og har indgået i bedømmelsesudvalget sammen med formanden for udvalget, ligeledes udpeget af DTU, Professor Jesper Henri Hattel, DTU Mekanik.
Uofficielle opponenter bedes henvende sig til ordstyrer:
Prorektor Rasmus Larsen
Bygning 101A
Danmarks Tekniske Universitet
Telefon: 45 25 71 42
e-mail: anlun@adm.dtu.dk
Et eksemplar af afhandlingen kan rekvireres ved henvendelse til:
Anna-Maria Lund
Afdelingen for Forskning og Relationer
Bygning 101A
Danmarks Tekniske Universitet
Telefon: 45 25 71 42
e-mail: anlun@adm.dtu.dk
Resumé
Denne afhandling omhandler numeriske beregninger for anisotrope materialer. Der er udviklet og benyttet avancerede numeriske modelleringsteknikker til at studere den mekaniske opførsel af anisotrope materialer med særligt fokus på plastisk anisotropi. Resultaterne er samlet i følgende tre emner:
- Brud i homogene materialer
- Brud i inhomogene materialer
- Homogenisering af materialer
En betydelig del af arbejdet inkluderer størrelseseffekter, og der er udviklet en anisotrop plasticitetsmodel, der kan repræsentere disse størrelseseffekter. Anisotropi er kendetegnet ved dens styrke samt dens orientering, og i afhandlingen er begge emner behandlet. Orienteringen af plastisk anisotropi har stor indflydelse på effekten af plastisk anisotropi, da de lokale spændinger ændres som følge af denne orientering. For homogene materialer er både initiering og egentlig revnevækst forsinket for skæve orienteringer af plastisk anisotropi. For inhomogene materialer sker brud almindeligvis langs med materialets grænseflader, men ændrede lokale belastningsforhold kan få revner til at vokse væk fra grænsefladen. Sådanne ændrede belast-ningsforhold er udnyttet til at bestemme en konfiguration af fibre, som kan forbedre in-situ-målinger af styrken af grænseflader under trækbelastninger. Hvis der i stedet for en fiber benyttes et hul, er forbedringen mindre, idet tilstedeværelsen af huller er mere kritisk ved trykbelastninger end ved trækbelastninger.
Afslutningsvist er der udviklet et homogeniserings-værktøj for fiberkompositter. Baseret herpå er en anisotrop, trykafhængig plasticitetsmodel udviklet, i hvilken flydefladen ikke formindskes under hydrostatisk belastning. Flydefladen er i stedet vinklet relativt til den hydrostatiske akse, således at en ren hydrostatisk belastning vil forårsage plastisk deformation. Med dette homogeniseringsværktøj kan fiberkompositter effektivt behandles som trykafhængige homogene materialer. Det er således vist i afhandlingen, at orienteringen af anisotropien generelt spiller en afgørende rolle for en række ikke-lineære problemer.