Forschergruppe FOR 1509

Mitarbeiter der Forschergruppe

Teilprojekt P1

Design und Analyse funktioneller Komposit-Materialien mit verzerrungsinduzierter magneto-elektrischer Kopplung

(J. Schröder, M.-A. Keip, M. Labusch)

  • Konstitutive Modellierung der magneto- und  elektro-mechanischen Phasen.
  • Simulation der Interaktion zwischen den magneto- und elektro-mechanischen Phasen auf der  Meso-Skale.
  • Makroskopische Charakterisierung der verzerrungsgekoppelten multiferroischen Komposite mittels geeigneter Makro-Meso- Ubergänge auf Basis repräsentativer Volumenelemente.

Teilprojekt P2

Experimentelle Charakterisierung magneto-elektrisch koppelnder Komposite

(D. C. Lupascu, I. Anusca, M. Etier, A. Nazrabi, V. Shvartsman)

  • Entwurf und Aufbau eines Versuchsstandes für die kombinierte mechanische, elektrische, magnetische und thermische Charakterisierung.
  • Synthese von mikro- und später nano-strukturell verzerrungs-gekoppelten, makroskopischen Magnetoelektrika über verschiedene Herstellungsrouten.
  • Messung des konstitutiven Verhaltens unter Einbeziehung der verschiedenartigen Kopplungen.

Teilprojekt P3

Modellierung und Homogenisierung magneto-mechanischen Materialverhaltens auf verschiedenen Skalen

(C. Miehe, G. Ethiraj)

  • Phasenfeld-Modellierung der Evolution von magnetischen Mikrostrukturen mit magneto-mechanischer Kopplung.
  • Entwicklung von variationsbasierten, computerorientierten Homogenisierungsmethoden zur Bestimmung des effektiven Antwortverhaltens von inelastischen, magnetischen Festkörpern mit Mikrostruktur.
  • Formulierung von variationsbasierten Definitionen der materiellen Stabilität im Bereich der Magneto-Elektro-Mechanik und Analyse der Entstehung von Mikrostrukturen in nichtkonvexen, instabilen, magnetischen Festkörpern.

Teilprojekt P4

Untersuchung von Größeneffekten in ferroelektrischen Materialien mittels Phasenfeldsimulationen

(R. Müller, D. Gross, D. Schrade)

  • 2D/3D Formulierung und Finite Elemente Implementierung eines zeitabhängigen Kontinuum-Phasenfeld-Modells zur Modellierung der Evolution von Mikrostrukturen in Ferroelektrika.
  • Domänenstrukturen in der Umgebung von Rissen, freien Oberflächen und Korngrenzen.
  • Einfluss von Rand- und Ubergangsbedingungen auf Domänenstrukturen und das Bruchverhalten.

Teilprojekt P5

Adaptiv geglättete molekularstatische Methoden zur Simulation von Ferroelektrika

(P. Steinmann, F. Endres)

  • Entwicklung von adaptiv geglätteten molekularstatischen Methoden unter Berücksichtigung langreichweitiger Coulombscher Wechselwirkungen zur Mehrskalenanalyse von elektromechanischen Phänomenen in ferroelektrischen Funktionsmaterialien.
  • Effiziente Behandlung von elektrischen Randbedingungen in einer elektromechanischen molekularstatischen Methode zur Berücksichtigung von leitenden Einschlüssen.
  • Detaillierte Analyse von elektromechanischen Phänomenen wie z.B. Polarisierungsvorgänge und Domänenwandbewegungen in Ferroelektrika auf atomistischer Ebene.

Teilprojekt P6

Mikrostrukturelle Interaktionen und Umklappvorgänge in Ferroelektrika

(A. Menzel, B. Svendsen, D. Kumar D.K.)

  • Laminat-basierte, variationelle, kontinuums-thermodynamische Modellierung von Mikrostrukturen hinsichtlich Polarisierung, Defekten, Dislokationen und Korngrenzen in Ferroelektrika auf dem Ein-, Zwei- und Polykristall-Niveau.
  • Energetisch-kinetische Modellierung und Simulation von Interaktionen zwischen diesen Mikrostrukturen auf dem Ein-, Zwei- und Polykristall-Niveau und ihr Einfluss auf ratenabhängige Umklappvorgänge und auf die Ermüdung.
  • Homogenisierungs- und verteilungsfunktionen-basierte Modellierung von polykristallinem, ferroelektrischem Verhalten, auch in Hinsicht auf technologische Anwendungen.

Teilprojekt P7

Numerische Relaxierung zur Beschreibung der Mikrostrukturentwicklung in funktionalen magnetischen Werkstoffen

(B. Kiefer, T. Bartel, K. Buckmann)

  • Modellierung der Entwicklung kristallographischer und magnetischer Mikrostrukturen auf der Basis nicht-konvexer Energiepotentiale.
  • Relaxierungsbasierte numerische Simulation des homogenisierten magneto-mechanischen Materialverhaltens auf Einkristallebene.
  • Einbindung der Stoffgesetze in FE-basierte Lösungsalgorithmen für gekoppelte Randwertprobleme zur Simulation des Verhaltens von ein- und polykristallinen Kontinua.