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FÖRDERUNG DES WISSENSCHAFTLICHEN NACHWUCHSES

unterintegriertes, stabilisiertes Vierknotenelement auf den Bereich geometrischer und
materieller Nichtlinearität erweitert. Aufgrund der auftretenden großen Deformatio-
nen und der verwendeten Lagrange sehen Betrachtungsweise ist außerdem eine wie-
derholte Neuvernetzung der betrachteten Gebiete notwendig. Um eine hohe
Lösungsqualität bei gleichzeitig optimaler Ausnutzung bestehender Rechen-
ressourcen zu erzielen, kommt eine adaptive Neuvernetzungsstrategie zum Einsatz.
Der Kern eines derartigen Verfahrens ist die Bewertung der Diskretisierungsfehler mit
Hilfe adäquater Fehlerindikatoren. Hierfür werden unterschiedliche Ansätze vorge-
stellt und neue Verfahren entwickelt, die besonders für die Simulation transienter
Impaktvorgänge geeignet sind. Das verwendete explizite Zeitintegrationsverfahren
wird durch die Einführung einer adaptiven Schrittweitensteuerung bzw. räumlich
variierender Zeitschritte — sogenanntes Subcycling — erweitert. Basierend auf der fini-
ten Plastizität werden konstitutive Modelle für thermoviskoplastische Metalle und
kohäsive bzw. nichtkohäsive Reibungsmateriahen vorgestellt und entwickelt.
Em Schwerpunkt der Arbeit lag auf der Erforschung der energieabsorbieren-
den Wirkung von Gesteinspulver unter Stoßbelastung, wie es z.B. beim maschinel-
len Abbau von Beton vorkommt. Durch ein weiterentwickeltes Materialmodell kann
dieser Vorgang in der Computersimulation detailliert untersucht werden. Damit ist
es in Zukunft möglich, eine vorgegebene Abbauleistung nut minimalem Energie-
einsatz zu erzielen. Im Vordergrund steht dabei eine neue Formulierung für den
Übergang kompakten, spröden Materials in loses, granuläres Medium unter hoher
Druckbeanspruchung. Dazu wird em sogenanntes Drucker-Prager-Cap-Modell
weiterentwickelt. Die Eigenschaften und Wirkungsweisen des entstehenden Pulvers
werden detailliert untersucht. Anhand von Modellproblemen und praxisrelevanten
Anwendungsbeispielen werden die entwickelten Verfahren einzeln und im Zusam-
menspiel verifiziert und ihre Aussagekraft bewertet.


DR. TOBIAS ERHÄRT
(geb. 1973), studierte Bauingenieurwesen an der
Universität Stuttgart. Seine hier ausgezeichnete,
2004 abgeschlossene Dissertation erhielt bereits
den Preis der Freunde der Universität Stuttgart.
Seit 2005 arbeitet Tobias Erhärt als Consultant
und Entwickler bei einem Software-Unterneh-
men.