Numerische Bestimmung der makroskopischen Eigenschaften hybrider Schäume

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist ein Verfahren zur numerischen Vorhersage der makroskopischen Eigenschaften hybrider Schäume. Diese stellen als Partikel- oder interpenetrierende Verbundwerkstoffe zweier geschäumter Werkstoffe eine neue Materialklasse dar, die gegenüber herkömmlichen Monomaterialschäumen zusätzliche Designfreiheitsgrade aufweist. Durch die Vielzahl an Gestaltungsmöglichkeiten bei der Kombination metallischer, polymerer und keramischer Schäume bedingt, kann durch die numerische Simulation ein wesentlicher Beitrag zur Unterstützung der experimentellen Charakterisierung und Optimierung der Materialien für den jeweiligen Anwendungsfall geleistet werden. Dies gelingt mithilfe eines energiebasierten, kontinuumsmechanischen Homogenisierungsverfahrens, wobei aufgrund der möglichen Unterschiede in den charakteristischen Mikrostrukturlängen der Konstitutivschäume bedingt ein hierarchisches Konzept gewählt wird. Mithilfe einer probabilistischen Erweiterung gelingt eine Vorhersage der zu erwartenden Streuung der makroskopischen Eigenschaften.